JP6482313B2 - RESISTANT PASTE AND ITS MANUFACTURING METHOD, RESISTANT AND USE THEREOF - Google Patents

RESISTANT PASTE AND ITS MANUFACTURING METHOD, RESISTANT AND USE THEREOF Download PDF

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Description

本発明は、体積抵抗率が200μΩ・cm(膜厚10μmの面抵抗200mΩ/□)以上の低・中抵抗の範囲にあり、銅(Cu)・ニッケル(Ni)系金属を導電成分とする抵抗体用ペースト及び抵抗体ペースト及びその製造方法並びに前記ペーストを用いて得られた抵抗体及びその用途に関する。   The present invention has a volume resistivity in the range of low / medium resistance of 200 μΩ · cm (surface resistance of 10 μm thickness 200 mΩ / □) or more, and a resistance having copper (Cu) / nickel (Ni) based metal as a conductive component. The present invention relates to a body paste, a resistor paste, a manufacturing method thereof, a resistor obtained using the paste, and a use thereof.

従来から、200mΩ/□〜100Ω/□程度の低・中抵抗の厚膜抵抗体として、銀(Ag)とパラジウム(Pd)を主成分とする貴金属ペーストからなる端子電極部と、酸化ルテニウム(RuO)を主成分とする抵抗体ペーストからなる抵抗体とで形成される厚膜抵抗体が知られている。しかし、貴金属ペーストは高価であり、はんだ喰われによる端子電極接続部分の信頼性の低下や、Agのエレクトロマイグレーションなどの問題が懸念される。 Conventionally, as a thick film resistor having a low / medium resistance of about 200 mΩ / □ to 100Ω / □, a terminal electrode portion made of a noble metal paste mainly composed of silver (Ag) and palladium (Pd), and ruthenium oxide (RuO). A thick film resistor formed by a resistor made of a resistor paste containing 2 ) as a main component is known. However, the noble metal paste is expensive, and there are concerns about problems such as a decrease in reliability of the terminal electrode connection portion due to solder erosion and electromigration of Ag.

このような問題に対して、端子電極部として、Cuを主成分(導電成分)とする導電ペーストで形成されたCu電極を用いることも考えられるが、酸化ルテニウムは大気中で焼成する必要があり、Cu電極と組み合わせることはできない。すなわち、酸化ルテニウムペーストを大気焼成すればCu電極が酸化してしまい、窒素中で焼成すれば酸化ルテニウムが還元されて抵抗が不安定になる。このような問題を回避するために、抵抗体ペーストとして銅及びニッケルを主成分とする卑金属系抵抗体ペーストが提案されている。   To solve this problem, it is conceivable to use a Cu electrode formed of a conductive paste containing Cu as a main component (conductive component) as the terminal electrode part. However, ruthenium oxide must be fired in the air. Cannot be combined with Cu electrodes. That is, if the ruthenium oxide paste is fired in the air, the Cu electrode is oxidized, and if fired in nitrogen, the ruthenium oxide is reduced and the resistance becomes unstable. In order to avoid such a problem, a base metal resistor paste mainly composed of copper and nickel has been proposed as a resistor paste.

特許第3642100号公報(特許文献1)には、絶縁基板と、この絶縁基板の少なくとも片面に形成した銅/ニッケル合金からなる抵抗層と、前記絶縁基板の対向する一対の両端部に前記抵抗層を接続するように設けた端面電極とを有するチップ抵抗器において、抵抗層が銅/ニッケル合金粉に銅粉、ガラスフリット及び有機ビヒクル成分からなる厚膜抵抗体ペーストを印刷し、焼成して形成した合金層からなるチップ抵抗器が開示されている。この文献には、ガラスフリット成分は金属成分に対して重量比で0.5〜10%であることが記載されている。また、1Ω以下、特に100mΩ以下の低抵抗の厚膜抵抗体を提供することが目的であると記載され、実施例では、10〜100mΩの抵抗値を有する抵抗体が製造されている。   Japanese Patent No. 3642100 (Patent Document 1) discloses an insulating substrate, a resistance layer made of a copper / nickel alloy formed on at least one surface of the insulating substrate, and the resistance layer on a pair of opposite ends of the insulating substrate. In a chip resistor having an end face electrode provided so as to connect, a thick layer resistor paste made of copper powder, glass frit and organic vehicle components is printed on a copper / nickel alloy powder and fired to form A chip resistor comprising an alloy layer is disclosed. This document describes that the glass frit component is 0.5 to 10% by weight with respect to the metal component. Further, it is described that the object is to provide a low-resistance thick film resistor having a resistance of 1Ω or less, particularly 100 mΩ or less, and in the examples, a resistor having a resistance value of 10 to 100 mΩ is manufactured.

特開2010−129896号公報(特許文献2)には、銅粉体とニッケル粉体とからなる導電性金属粉体と、ガラス粉体と、樹脂及び溶剤を含むビヒクルとを少なくとも含有するペーストであって、前記ガラス粉体が、ビスマスを酸化物換算で70質量%以上含有する第1のガラス粉体と、鉛、及びカドミウムを実質的に含まない第2のガラス粉体とからなる抵抗体ペーストが開示されている。この文献には、第1ガラス粉体の配合量は、導電性金属粉体100質量部に対して0.5〜10質量部の範囲が好ましいと記載され、実施例では2〜5質量部配合されている。また、第2ガラス粉体の配合量は、導電性金属粉体100質量部に対して2〜10質量部の範囲が好ましいと記載され、実施例では1〜10質量部配合されている。また、前記抵抗体ペーストを焼成して得られる抵抗体膜の体積抵抗率は20〜200μΩ・cmであると記載され、実施例では37〜126μΩ・cmの抵抗体膜が製造されている。   JP 2010-129896 A (Patent Document 2) discloses a paste containing at least a conductive metal powder composed of copper powder and nickel powder, glass powder, and a vehicle containing a resin and a solvent. The glass powder comprises a first glass powder containing 70% by mass or more of bismuth in terms of oxide, and a second glass powder substantially free of lead and cadmium. A paste is disclosed. In this document, it is described that the blending amount of the first glass powder is preferably in the range of 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive metal powder. Has been. Moreover, the compounding quantity of 2nd glass powder describes that the range of 2-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of electroconductive metal powder, and 1-10 mass parts is mix | blended in the Example. Moreover, it is described that the volume resistivity of the resistor film obtained by firing the resistor paste is 20 to 200 μΩ · cm, and in the examples, a resistor film of 37 to 126 μΩ · cm is manufactured.

これらの抵抗体ペーストは、温度係数も小さく、抵抗体ペーストとしては有用である。しかし、これらの抵抗体ペーストで形成される抵抗体膜の抵抗は、比較的低いため、200mΩ/□以上の低・中抵抗用途で用いることはできない。なお、本発明者らは、ガラス粒子の割合を増量することを検討したが、ガラスは焼成時に溶融流動するため、焼成後の抵抗膜の形状が崩れたり、焼成時にガラスが溶融流動して局所的に集中することにより、導通経路を妨げたり遮断し、安定な抵抗値が得られなかった。   These resistor pastes have a small temperature coefficient and are useful as resistor pastes. However, since the resistance of the resistor film formed from these resistor pastes is relatively low, it cannot be used for low / medium resistance applications of 200 mΩ / □ or more. The present inventors examined increasing the ratio of the glass particles. However, since glass melts and flows during firing, the shape of the resistive film after firing collapses, or the glass melts and flows during firing. By concentrating on the surface, the conduction path is blocked or blocked, and a stable resistance value cannot be obtained.

特許第3559160号公報(特許文献3)には、銅粉及びニッケル粉の混合粉からなる導電性粉末又はCu−Ni合金粉からなる導電性粉末と、この導電性粉末100重量部に対し3〜20重量部であり、成分にPb及びCdを含まず、かつ主成分がZnO及び/又はBaOからなるガラス粉末と、前記導電性粉末100重量部に対し1〜10重量部である銅酸化物粉末とを、ビヒクルとしての有機樹脂及び溶剤に対して導電成分の割合が75〜90重量%となるように分散させた抵抗体ペーストが開示されている。この文献には、ガラス粉末は、厚膜抵抗体をセラミック基板に接着するためと抵抗値の調整のために必要であると記載されている。実施例では、面抵抗25〜40mΩ/□の厚膜抵抗体が製造されている。   In Japanese Patent No. 3559160 (Patent Document 3), a conductive powder made of a mixed powder of copper powder and nickel powder or a conductive powder made of Cu-Ni alloy powder and 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive powder. 20 parts by weight of a glass powder containing no Pb and Cd as components and ZnO and / or BaO as a main component, and 1 to 10 parts by weight of copper oxide powder with respect to 100 parts by weight of the conductive powder Is disclosed in which a conductive paste is dispersed in an organic resin as a vehicle and a solvent such that the ratio of the conductive component is 75 to 90% by weight. This document describes that the glass powder is necessary for adhering the thick film resistor to the ceramic substrate and adjusting the resistance value. In the embodiment, a thick film resistor having a sheet resistance of 25 to 40 mΩ / □ is manufactured.

しかし、この抵抗体ペーストで形成される抵抗体膜の抵抗も低く、200mΩ/□以上の低・中抵抗用途で用いることはできない。さらに、非導電性粒子である銅酸化物粉末を含むため、均一な抵抗値を発現するのが困難であり、仮に抵抗値を上昇させたとしても、抵抗値にバラツキが生じ易い。   However, the resistance film formed by this resistor paste has a low resistance and cannot be used for low / medium resistance applications of 200 mΩ / □ or more. Further, since the copper oxide powder that is non-conductive particles is included, it is difficult to develop a uniform resistance value, and even if the resistance value is increased, the resistance value is likely to vary.

特許第3642100号公報(特許請求の範囲、段落[0008]、実施例)Japanese Patent No. 3642100 (Claims, paragraph [0008], Examples) 特開2010−129896号公報(特許請求の範囲、段落[0025][0027]、実施例)JP 2010-129896 A (claims, paragraphs [0025] and [0027], examples) 特許第3559160号公報(請求項1、段落[0019]、実施例)Japanese Patent No. 3559160 (Claim 1, Paragraph [0019], Example)

従って、本発明の目的は、体積抵抗率200μΩ・cm(膜厚10μmの面抵抗200mΩ/□)以上の低・中抵抗であっても、抵抗値のバラツキを抑制できる抵抗体ペースト及びその製造方法並びに抵抗体及びその用途を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a resistor paste capable of suppressing variations in resistance value even when the resistivity is low or medium resistance of a volume resistivity of 200 μΩ · cm (surface resistance of 200 μm thickness: 200 mΩ / □) or more, and a method for manufacturing the same. And providing a resistor and its use.

本発明の他の目的は、抵抗値温度依存性又は抵抗値温度係数(TCR)が小さく、安定な抵抗値を有する抵抗体ペースト及びその製造方法並びに抵抗体及びその用途を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a resistor paste having a small resistance value temperature dependency or resistance value temperature coefficient (TCR) and having a stable resistance value, a method for manufacturing the resistor paste, a resistor, and a use thereof.

本発明のさらに他の目的は、窒素雰囲気などの不活性ガス雰囲気下で焼成でき、高温で焼成しても強度が大きく、かつパターン崩れや膨れを抑制して厚膜を形成できる抵抗体ペースト及びその製造方法並びに抵抗体及びその用途を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a resistor paste that can be fired in an inert gas atmosphere such as a nitrogen atmosphere, has high strength even when fired at a high temperature, and can form a thick film while suppressing pattern collapse and swelling. It is in providing the manufacturing method, a resistor, and its use.

本発明の別の目的は、基板に強固に密着した厚膜を形成できる抵抗体ペースト及びその製造方法並びに抵抗体及びその用途を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a resistor paste capable of forming a thick film firmly adhered to a substrate, a method for manufacturing the resistor paste, a resistor, and a use thereof.

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、銅及びニッケルを含む金属で形成された導電成分と非導電性無機粒子で形成された抵抗調整成分と無機バインダーと有機ビヒクルとを含む抵抗体ペーストにおいて、非導電性無機粒子を金属で被覆して複合粒子を形成することにより、体積抵抗率200μΩ・cm(膜厚10μmの面抵抗200mΩ/□)以上の低・中抵抗であっても、抵抗値のバラツキを抑制できることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that a conductive component formed of a metal containing copper and nickel, a resistance adjusting component formed of non-conductive inorganic particles, an inorganic binder, and an organic vehicle. In the resistor paste including the above, by forming the composite particles by coating the non-conductive inorganic particles with a metal, the volume resistivity is 200 μΩ · cm (surface resistance of 10 μm film thickness 200 mΩ / □) or more. However, the present inventors have found that the variation in resistance value can be suppressed and completed the present invention.

すなわち、本発明の抵抗体ペーストは、銅及びニッケルを含む金属で形成された導電成分と、焼成温度で溶融又は熱分解しない非導電性無機粒子で形成された抵抗調整成分と、焼成温度よりも低い軟化点を有する低融点ガラス粒子で形成された無機バインダーと、これらの成分を分散させるための有機ビヒクルとを含む抵抗体ペーストであって、前記導電成分の少なくとも一部が前記抵抗調整成分の少なくとも一部を被覆することにより、非導電性無機粒子の少なくとも一部の表面が導電層で被覆された複合粒子を形成している。前記導電層は銅及び/又はニッケルを含んでいてもよい。前記導電層は非導電性無機粒子の全表面の50%以上を被覆していてもよい。前記導電層の厚みは0.05〜5μm程度であってもよい。前記導電層は無電解めっきで形成されていてもよい。前記導電成分は、さらに金属粒子を含んでいてもよい。また、本発明の抵抗体ペーストは、さらに導電層で被覆されていない非導電性無機粒子を含んでいてもよい。前記導電成分の体積割合は、導電成分、無機バインダー成分及び抵抗調整成分の体積の総和に対して10〜80体積%程度であってもよい。前記抵抗調整成分の体積割合は、導電成分、無機バインダー成分及び抵抗調整成分の体積の総和に対して1〜75体積%程度であってもよい。前記無機バインダー成分の体積割合は、導電成分、無機バインダー成分及び抵抗調整成分の体積の総和に対して5〜50体積%程度であってもよい。前記非導電性無機粒子(導電層で被覆されている非導電性無機粒子及び被覆されていない非導電性無機粒子)の中心粒径(D50)は0.05〜20μm程度であってもよい。また、前記非導電性無機粒子は球状であってもよい。さらに、前記非導電性無機粒子は金属酸化物粒子であってもよい。前記導電成分は、銅とニッケルとの合金であるか、銅、ニッケル及び銅とニッケルとの合金からなる群より選択された少なくとも2種であってもよい。また、前記導電成分において、銅とニッケルとの質量比は、銅/ニッケル=90/10〜30/70程度であってもよい。本発明の抵抗体ペーストは、焼成した抵抗体の抵抗値温度依存性(TCR)の絶対値が300ppm/℃以下であってもよい。   That is, the resistor paste of the present invention includes a conductive component formed of a metal including copper and nickel, a resistance adjusting component formed of non-conductive inorganic particles that are not melted or thermally decomposed at the firing temperature, and a firing temperature. A resistor paste comprising an inorganic binder formed of low melting point glass particles having a low softening point and an organic vehicle for dispersing these components, wherein at least a part of the conductive component is the resistance adjusting component. By covering at least a part, composite particles in which at least a part of the surface of the non-conductive inorganic particles is coated with the conductive layer are formed. The conductive layer may contain copper and / or nickel. The conductive layer may cover 50% or more of the entire surface of the nonconductive inorganic particles. The conductive layer may have a thickness of about 0.05 to 5 μm. The conductive layer may be formed by electroless plating. The conductive component may further contain metal particles. Moreover, the resistor paste of the present invention may further contain non-conductive inorganic particles that are not covered with the conductive layer. The volume ratio of the conductive component may be about 10 to 80% by volume with respect to the total volume of the conductive component, the inorganic binder component, and the resistance adjusting component. The volume ratio of the resistance adjusting component may be about 1 to 75% by volume with respect to the total volume of the conductive component, the inorganic binder component, and the resistance adjusting component. The volume ratio of the inorganic binder component may be about 5 to 50% by volume with respect to the total volume of the conductive component, the inorganic binder component, and the resistance adjusting component. The center particle diameter (D50) of the non-conductive inorganic particles (the non-conductive inorganic particles coated with the conductive layer and the non-conductive non-conductive inorganic particles) may be about 0.05 to 20 μm. The non-conductive inorganic particles may be spherical. Further, the non-conductive inorganic particles may be metal oxide particles. The conductive component may be an alloy of copper and nickel, or may be at least two selected from the group consisting of copper, nickel, and an alloy of copper and nickel. In the conductive component, the mass ratio of copper and nickel may be about copper / nickel = 90/10 to 30/70. The resistor paste of the present invention may have an absolute value of resistance value temperature dependency (TCR) of the fired resistor of 300 ppm / ° C. or less.

本発明には、前記抵抗体ペーストを、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下、低融点ガラス粒子の軟化点以上の温度で焼成する焼成工程を含む抵抗体の製造方法も含まれる。   The present invention also includes a method for manufacturing a resistor including a firing step in which the resistor paste is fired at a temperature equal to or higher than the softening point of the low-melting glass particles in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas.

本発明には、前記製造方法で得られた抵抗体も含まれる。また、本発明には、前記抵抗体を備えた厚膜抵抗器や電子部品も含まれる。   The present invention also includes a resistor obtained by the manufacturing method. The present invention also includes a thick film resistor and an electronic component provided with the resistor.

本発明では、銅及びニッケルを含む金属で形成された導電成分と非導電性無機粒子で形成された抵抗調整成分と無機バインダーと有機ビヒクルとを含む抵抗体ペーストにおいて、非導電性無機粒子が金属で被覆されて複合粒子を形成しているため、体積抵抗率200μΩ・cm以上の低・中抵抗であっても、抵抗値のバラツキを抑制できる。また、TCRが小さく、安定な抵抗値を有する抵抗膜(特に厚膜)を形成できる。また、導電成分が銅粒子及びニッケル粒子を含むと、窒素雰囲気などの不活性ガス雰囲気下で焼成でき、高温で焼成しても強度が大きく、かつパターン崩れや膨れが抑制された厚膜を形成できる。さらに、特定割合の無機バインダーを含むことにより、基板に強固に密着した厚膜を形成できる。   In the present invention, in a resistor paste including a conductive component formed of a metal containing copper and nickel, a resistance adjusting component formed of nonconductive inorganic particles, an inorganic binder, and an organic vehicle, the nonconductive inorganic particles are metal. Since the composite particles are formed by being coated with, a variation in resistance value can be suppressed even with a low / medium resistance having a volume resistivity of 200 μΩ · cm or more. In addition, a resistance film (particularly a thick film) having a small TCR and a stable resistance value can be formed. In addition, when the conductive component contains copper particles and nickel particles, a thick film that can be fired in an inert gas atmosphere such as a nitrogen atmosphere, has high strength even when fired at a high temperature, and suppresses pattern collapse and swelling is formed. it can. Furthermore, by including a specific proportion of the inorganic binder, a thick film that is firmly adhered to the substrate can be formed.

[抵抗体ペースト]
本発明の抵抗体ペーストは、銅及びニッケルを含む金属で形成された導電成分と、焼成温度で溶融又は熱分解しない非導電性無機粒子で形成された抵抗調整成分と、焼成温度よりも低い軟化点を有する低融点ガラス粒子で形成された無機バインダーと、これらの成分を分散させるための有機ビヒクルとを含む。
[Resistor paste]
The resistor paste of the present invention includes a conductive component formed of a metal including copper and nickel, a resistance adjusting component formed of non-conductive inorganic particles that do not melt or pyrolyze at the firing temperature, and a softening lower than the firing temperature. An inorganic binder formed of low-melting glass particles having dots and an organic vehicle for dispersing these components are included.

(導電成分)
導電成分は、銅及びニッケルを含む金属で形成されており、焼成後の抵抗体において電気導通経路を形成する。本発明では、導電成分の少なくとも一部は、後述するように、抵抗調整成分である非導電性無機粒子の表面を被覆することにより複合粒子を形成している。ペースト膜中では導電成分、抵抗調整成分及び無機バインダー成分が混ざった状態で存在しているが、導電成分の少なくとも一部が非導電性無機粒子を被覆する導電層(金属層)として含まれることにより、同じ導電成分の体積割合であっても金属粒子だけの場合に比べて、導電成分が互いに隣接し易くなるため、導電成分は焼結し易くなって抵抗値のばらつきが小さい抵抗体が得られる。
(Conductive component)
The conductive component is formed of a metal containing copper and nickel, and forms an electrical conduction path in the fired resistor. In the present invention, at least a part of the conductive component forms composite particles by coating the surface of non-conductive inorganic particles that are resistance adjusting components, as will be described later. In the paste film, the conductive component, the resistance adjusting component and the inorganic binder component exist in a mixed state, but at least a part of the conductive component is included as a conductive layer (metal layer) covering the non-conductive inorganic particles. As a result, even when the volume ratio of the same conductive component is used, the conductive components are more likely to be adjacent to each other as compared with the case of only metal particles, and therefore, the conductive components are easily sintered and a resistor having a small variation in resistance value is obtained. It is done.

導電成分を構成する金属は、銅ニッケル合金抵抗体を形成するために、銅及びニッケルを含んでいればよく、さらに他の金属を含んでいてもよい。他の金属としては、例えば、遷移金属(例えば、チタン、ジルコニウムなどの周期表第4A族金属;バナジウム、ニオブなどの周期表第5A族金属;モリブデン、タングステンなどの周期表第6A族金属;マンガンなどの周期表第7A族金属;鉄、コバルト、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、レニウム、イリジウム、白金などの周期表第8族金属;銀、金などの周期表第1B族金属など)、周期表第2B族金属(例えば、亜鉛、カドミウムなど)、周期表第3B族金属(例えば、アルミニウム、ガリウム、インジウムなど)、周期表第4B族金属(例えば、ゲルマニウム、スズ、鉛など)、周期表第5B族金属(例えば、アンチモン、ビスマスなど)などが挙げられる。これらの金属は、単独で又は二種以上組み合わせて使用でき、合金であってもよい。他の金属の割合は、金属粒子中50質量%以下(例えば、0〜50質量%)であってもよく、例えば、30質量%以下、好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下(例えば、0.1〜5質量%)であってもよい。金属粒子は、安価で導電性に優れる点から、通常、銅及びニッケルのみで形成されている。   The metal constituting the conductive component only needs to contain copper and nickel in order to form a copper-nickel alloy resistor, and may further contain other metals. Examples of other metals include transition metals (for example, periodic table Group 4A metals such as titanium and zirconium; periodic table Group 5A metals such as vanadium and niobium; periodic table Group 6A metals such as molybdenum and tungsten; manganese; Periodic table Group 7A metals such as iron, cobalt, ruthenium, rhodium, palladium, rhenium, iridium, platinum, etc .; Periodic table Group 1B metals such as silver, gold, etc.), periodic table Group 2B metal (for example, zinc, cadmium, etc.), periodic table group 3B metal (for example, aluminum, gallium, indium, etc.), periodic table group 4B metal (for example, germanium, tin, lead, etc.), periodic table 5B Group metals (for example, antimony, bismuth, etc.). These metals can be used alone or in combination of two or more, and may be an alloy. The proportion of the other metal may be 50% by mass or less (for example, 0 to 50% by mass) in the metal particles, for example, 30% by mass or less, preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less. (For example, 0.1-5 mass%) may be sufficient. The metal particles are usually made of only copper and nickel because they are inexpensive and excellent in conductivity.

銅及びニッケルのみで形成された導電成分は、銅とニッケルとの合金であるか、銅、ニッケル及び銅とニッケルとの合金からなる群より選択された少なくとも2種(例えば、銅とニッケルとの組み合わせ、銅及び/又はニッケルと前記合金との組み合わせなど)であってもよく、簡便性などの点から、通常、銅とニッケルとの組み合わせである。   The conductive component formed only of copper and nickel is an alloy of copper and nickel, or at least two selected from the group consisting of copper, nickel and an alloy of copper and nickel (for example, copper and nickel) A combination of copper and / or nickel and the above alloy), and is usually a combination of copper and nickel from the viewpoint of simplicity.

導電成分において、銅とニッケルとの質量比は、例えば、銅/ニッケル=90/10〜30/70、好ましくは80/20〜40/60、さらに好ましくは70/30〜50/50(特に65/35〜55/45)程度である。銅とニッケルとの質量比は、大きすぎたり、小さすぎると、抵抗値温度依存性(TCR)が大きくなる。これに対して、前記範囲であれば、銅ニッケル合金抵抗体の抵抗値温度依存性(TCR)を充分に低い範囲に制御できるが、本発明では、無機バインダー成分以外に、抵抗調整成分を多量に添加する場合がある。そのため、これらの成分によりTCRが本来の銅ニッケル合金抵抗体のTCRから変化することも想定されるが、本発明では、本来の銅ニッケル合金抵抗体のTCRを維持していた。その理由は、無機バインダー成分及び抵抗調整成分は、電気的には絶縁性であるため、金属の焼結ネットワークで形成された導通経路に電気的影響を与えないこと、熱化学的にも高温に至るまで安定であるため、組成的にも影響を及ぼさないことにより、実際には、銅ニッケル合金抵抗体のTCRは殆ど影響を受けることなく本来の低いTCRを発現していることなどが原因であると推定できる。本明細書では、低いTCRとは、絶対値が概ね500ppm/℃以下であり、実際に抵抗器として使用できるレベルのTCRを意味する。   In the conductive component, the mass ratio of copper and nickel is, for example, copper / nickel = 90 / 10-30 / 70, preferably 80 / 20-40 / 60, more preferably 70 / 30-50 / 50 (particularly 65 / 35 to 55/45). If the mass ratio of copper and nickel is too large or too small, the resistance temperature dependency (TCR) increases. On the other hand, within the above range, the resistance temperature dependency (TCR) of the copper-nickel alloy resistor can be controlled to a sufficiently low range. However, in the present invention, a large amount of resistance adjusting component is added in addition to the inorganic binder component. May be added. Therefore, although it is assumed that the TCR changes from the TCR of the original copper nickel alloy resistor due to these components, in the present invention, the TCR of the original copper nickel alloy resistor is maintained. The reason is that the inorganic binder component and the resistance adjusting component are electrically insulative, so that they do not have an electrical effect on the conduction path formed by the sintered metal network, and the thermochemically high temperature. Because it is stable to the extent that it does not affect the composition, in fact, the TCR of the copper-nickel alloy resistor is almost unaffected and expresses the original low TCR. It can be estimated that there is. In the present specification, the low TCR means a TCR that has an absolute value of approximately 500 ppm / ° C. or less and can be actually used as a resistor.

導電成分の少なくとも一部は、前述のように、複合粒子の導電層を形成する。導電成分の全部を前記導電層(金属層)で形成してもよいが、焼成しても強度が大きく、かつパターン崩れや膨れが抑制された厚膜を形成できる点から、金属粒子(導電粒子)を含んでいてもよい。導電成分が金属層及び金属粒子の両方を形成する場合、銅及びニッケルは、いずれかに含まれていてもよく、両方に含まれていてもよい。   At least a part of the conductive component forms a conductive layer of the composite particle as described above. Although all of the conductive components may be formed of the conductive layer (metal layer), metal particles (conductive particles) can be formed from the point of being able to form a thick film with high strength and suppressed pattern collapse and swelling even when fired. ) May be included. When the conductive component forms both the metal layer and the metal particles, copper and nickel may be included in either or both.

金属粒子の形状は、特に限定されず、球状(真球状又は略球状)、楕円体(楕円球)状、多角体状(多角錘状、正方体状や直方体状など多角方体状など)、板状(扁平、鱗片又は薄片状など)、ロッド状又は棒状、繊維状、不定形状などであってもよい。金属粒子の形状は、通常、球状、楕円体状、多角体状、不定形状などである。   The shape of the metal particles is not particularly limited, and is spherical (true or nearly spherical), ellipsoidal (elliptical sphere), polygonal (polygonal, such as polygonal pyramid, tetragonal, rectangular parallelepiped, etc.), plate It may be in the form of a flat shape (such as a flat shape, a scale piece or a thin piece), a rod shape or a rod shape, a fiber shape or an indefinite shape. The shape of the metal particles is usually spherical, ellipsoidal, polygonal, indeterminate.

金属粒子の粒径は、特に制限されないが、多量の非導電性成分(無機バインダー成分及び抵抗調整成分)が配合されているため、例えば、銅粒子とニッケル粒子とをそれぞれ別個の金属粒子として使用する場合、均一な分散性及び焼成時の合金化の点から、小粒径の金属粒子を使用する方が有利である。一方、銅とニッケルとの合金粒子を使用する場合、合金化の均一性に問題はないものの、分散性の点から、同様に小粒径の合金粒子を使用するのが有利である。   The particle size of the metal particles is not particularly limited, but a large amount of non-conductive components (inorganic binder component and resistance adjusting component) are blended. For example, copper particles and nickel particles are used as separate metal particles. In this case, it is advantageous to use metal particles having a small particle size from the viewpoint of uniform dispersibility and alloying during firing. On the other hand, when using alloy particles of copper and nickel, although there is no problem in the uniformity of alloying, it is advantageous to use alloy particles having a small particle size in the same manner from the viewpoint of dispersibility.

金属粒子の中心粒径(D50)は、例えば、0.05〜10μm、好ましくは0.08〜8μm、さらに好ましくは0.1〜5μm(特に0.2〜3μm)程度である。金属粒子の粒径が小さすぎると、経済性が低下するとともに、ペースト中での分散性も低下し、大きすぎると、ペーストの印刷性及び分散性、合金化の均一性が低下する。   The central particle diameter (D50) of the metal particles is, for example, about 0.05 to 10 μm, preferably 0.08 to 8 μm, and more preferably about 0.1 to 5 μm (particularly 0.2 to 3 μm). If the particle size of the metal particles is too small, the economic efficiency is lowered and the dispersibility in the paste is also lowered, and if too large, the printability and dispersibility of the paste and the uniformity of alloying are lowered.

導電成分中の金属粒子(導電粒子)の割合は、例えば、導電成分全体に対して95質量%以下であってもよく、例えば、10〜95質量%、好ましくは10〜90質量%程度である。金属粒子の割合が多すぎると、非導電性無機粒子を被覆する金属層の割合が少なくなり、抵抗値のバラツキが大きくなり易い。逆に少なすぎると、金属粒子に比べて金属層同士での焼結性はやや低いため、焼結が進み難くなって膜がやや脆く削れ易くなる。   The proportion of the metal particles (conductive particles) in the conductive component may be, for example, 95% by mass or less, for example, about 10 to 95% by mass, preferably about 10 to 90% by mass with respect to the entire conductive component. . When the ratio of the metal particles is too large, the ratio of the metal layer covering the non-conductive inorganic particles decreases, and the resistance value tends to vary greatly. On the other hand, if the amount is too small, the sinterability between the metal layers is slightly lower than that of the metal particles, so that the sintering is difficult to proceed, and the film is somewhat brittle and easily cut.

導電成分の体積割合は、導電成分、抵抗調整成分及び無機バインダー成分の体積の総和に対して、5〜85体積%程度の範囲から選択でき、例えば、10〜85体積%、好ましくは15〜83体積%(例えば、20〜80体積%)、さらに好ましくは25〜75体積%(特に50〜75体積%)程度である。導電成分の占める体積が大きすぎると、抵抗体の抵抗値が低くなりすぎ、小さすぎると、安定した導電性を得るのが困難となる。   The volume ratio of the conductive component can be selected from a range of about 5 to 85% by volume, for example, 10 to 85% by volume, preferably 15 to 83% with respect to the total volume of the conductive component, resistance adjusting component and inorganic binder component. It is about volume% (for example, 20-80 volume%), More preferably, it is about 25-75 volume% (especially 50-75 volume%). When the volume occupied by the conductive component is too large, the resistance value of the resistor is too low, and when it is too small, it is difficult to obtain stable conductivity.

(抵抗調整成分)
抵抗調整成分は、非導電性無機粒子で形成されている。抵抗調整成分は、焼成した抵抗体中の導電成分の含有量を低減させ抵抗値を上げるとともに、低融点ガラスの溶融流動を抑えて導電経路の断線を防止するために配合される。すなわち、抵抗調整成分は、無機バインダー成分の過剰な流動、偏析を抑制し、焼成した抵抗膜の形状を維持しながら抵抗値を安定に向上させる機能を有する。また、抵抗調整成分は、溶融ガラスによって分解ガスなどが閉じ込められて焼成膜が膨れることを抑制する役割も有している。
(Resistance adjustment component)
The resistance adjusting component is formed of non-conductive inorganic particles. The resistance adjusting component is blended in order to reduce the content of the conductive component in the fired resistor to increase the resistance value, and to suppress the melt flow of the low melting point glass and prevent disconnection of the conductive path. That is, the resistance adjusting component has a function of suppressing excessive flow and segregation of the inorganic binder component and stably improving the resistance value while maintaining the shape of the fired resistive film. In addition, the resistance adjusting component also has a role of suppressing decomposition gas and the like from being confined by the molten glass and swelling of the fired film.

さらに、パターン崩れは、焼成中に多量の低融点ガラス粒子が軟化溶融し、金属粒子の表面だけでは留まりきれず、基板上に印刷された所定パターンよりも大きく濡れ広がってしまうことで生じる。本発明では、抵抗調整成分(非導電性無機粒子)を一定量以上添加することにより、低融点ガラス粒子の配合量を低減できるため、パターン広がりのない焼成抵抗体膜が得られる。   Furthermore, pattern collapse occurs when a large amount of low-melting glass particles are softened and melted during firing, and cannot be retained only on the surface of the metal particles, but spread more greatly than the predetermined pattern printed on the substrate. In the present invention, by adding a certain amount or more of the resistance adjusting component (non-conductive inorganic particles), the blending amount of the low-melting glass particles can be reduced, so that a fired resistor film having no pattern spread can be obtained.

また、焼成膜の膨れは、焼成中に溶融したガラスが有機ビヒクルとして添加したバインダー樹脂の分解ガスを閉じ込めることにより生じる。バインダー樹脂は、分解され易い樹脂を選択して配合されるものの、窒素雰囲気下での焼成では分解は遅延し易く、完全に分解する温度は上昇してガラスの軟化温度付近やそれ以上になる。このような膨れは、溶融ガラスが連続的に連なってガス抜け可能な箇所が無くなると発生し易くなる。本発明では、非導電性無機粒子を添加することにより、ガラスは非導電性無機粒子表面に濡れ広がる必要があるため、その作用で連続膜を形成するのが遅れたり、連続膜自体を形成し難くなるため、ガスが抜け易くなると推定できる。非導電性無機粒子を含まない場合、パターン崩れはガラス成分の割合が40体積%を超えると起こり易く、膨れは20体積%を超えると起こり易い。   Moreover, the swell of the fired film is caused by confining the decomposition gas of the binder resin added as an organic vehicle by the glass melted during firing. Although the binder resin is selected and blended with a resin that is easily decomposed, decomposition is likely to be delayed by firing in a nitrogen atmosphere, and the temperature at which the resin completely decomposes rises to near or above the softening temperature of the glass. Such blistering is likely to occur when the molten glass is continuously connected and there is no place where gas can escape. In the present invention, by adding non-conductive inorganic particles, it is necessary for the glass to wet and spread on the surface of the non-conductive inorganic particles, so that the action delays the formation of the continuous film or the continuous film itself. Since it becomes difficult, it can be estimated that the gas is easily released. When non-conductive inorganic particles are not included, pattern collapse tends to occur when the proportion of the glass component exceeds 40% by volume, and swelling tends to occur when the ratio exceeds 20% by volume.

非導電性無機粒子は、非導電性であり、かつ焼成温度で溶融又は熱分解(又は崩壊)しなければよい。すなわち、非導電性無機粒子は、焼成温度よりも低い軟化点を有していても、焼成温度で溶融又は崩壊せずに、粒子形状を保持できればよいが、通常、非導電性無機粒子は、焼成温度よりも高い融点又は熱分解温度を有しており、例えば、焼成温度よりも100℃以上(例えば、100〜2000℃)高い融点又は熱分解温度、好ましくは焼成温度よりも200℃以上(例えば、200〜1500℃)高い融点又は熱分解温度、さらに好ましくは焼成温度よりも300℃以上(例えば、300〜1200℃)高い融点又は熱分解温度であってもよい。具体的には、非導電性無機粒子の融点又は熱分解温度は、1000〜3000℃、好ましくは1200〜2500℃、さらに好ましくは1500〜2200℃程度である。融点又は熱分解温度が低すぎると、過剰流動(移動)が発生し、抵抗体の形状や抵抗値の均一性が低下する。   The non-conductive inorganic particles may be non-conductive and do not melt or pyrolyze (or collapse) at the firing temperature. That is, the non-conductive inorganic particles may have a softening point lower than the firing temperature, as long as the non-conductive inorganic particles can maintain the particle shape without melting or collapsing at the firing temperature. It has a melting point or thermal decomposition temperature higher than the firing temperature, for example, a melting point or thermal decomposition temperature higher than the firing temperature by 100 ° C. or higher (for example, 100 to 2000 ° C.), preferably 200 ° C. or higher (preferably higher than the firing temperature ( For example, it may be a melting point or thermal decomposition temperature higher by 200 to 1500 ° C., more preferably 300 ° C. or higher (for example, 300 to 1200 ° C.) higher than the firing temperature. Specifically, the melting point or thermal decomposition temperature of the non-conductive inorganic particles is 1000 to 3000 ° C., preferably 1200 to 2500 ° C., more preferably about 1500 to 2200 ° C. When the melting point or the thermal decomposition temperature is too low, excessive flow (movement) occurs, and the uniformity of the shape and resistance value of the resistor decreases.

非導電性無機粒子としては、融点が高く、容易に還元されにくい材質、例えば、炭化物(炭化ケイ素SiC、炭化ホウ素BC、炭化チタンTiC、炭化タングステンWC、ダイヤモンドなど)、窒化物(窒化ケイ素Si、窒化アルミニウムAlN、窒化チタンTiN、窒化ホウ素BN、窒化炭素Cなど)、酸化物(シリカSiO、アルミナAl、酸化亜鉛ZnO、酸化銅CuO又はCuO、酸化チタンTiO、酸化ジルコニウムZrO、酸化カルシウムCaO、酸化マグネシウムMgO、酸化ベリリウムBeOなどの金属酸化物、CaAl、CaTiO、CaZrO、MgAl、MgTiO、MgZrO、ZnAl、ZnSiOなどの金属複合酸化物など)などで形成された粒子などが挙げられる。これらの非導電性無機粒子は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。非導電性無機粒子がこれらの材質で形成されていると、高温不活性雰囲気中での焼成においても安定であり、溶融による形状崩れがなく、また還元により金属化して銅ニッケルの焼結や合金化に関与して電気特性に影響を与える虞もない。これらのうち、安価に入手し易く、化学的にも安定でめっきプロセスも柔軟に選択できる点から、アルミナ、シリカ、酸化チタン、炭化ケイ素が特に好ましい。 Non-conductive inorganic particles include materials having a high melting point and are not easily reduced, such as carbides (silicon carbide SiC, boron carbide B 4 C, titanium carbide TiC, tungsten carbide WC, diamond, etc.), nitrides (silicon nitride). Si 3 N 4 , aluminum nitride AlN, titanium nitride TiN, boron nitride BN, carbon nitride C 3 N 4, etc., oxide (silica SiO 2 , alumina Al 2 O 3 , zinc oxide ZnO, copper oxide Cu 2 O or CuO , titanium oxide TiO 2, zirconium oxide ZrO, calcium oxide CaO, magnesium oxide MgO, metal oxides such as beryllium oxide BeO, CaAl 2 O 4, CaTiO 3, CaZrO 3, MgAl 2 O 4, MgTiO 3, MgZrO 3, ZnAl 2 O 4 , ZnSiO 4 and other metal composite oxides Etc.) and the like. These non-conductive inorganic particles can be used alone or in combination of two or more. When non-conductive inorganic particles are formed of these materials, they are stable even when fired in a high-temperature inert atmosphere, do not lose shape due to melting, and are metallized by reduction and sintered with copper nickel or alloys There is also no risk of affecting the electrical characteristics due to the process. Of these, alumina, silica, titanium oxide, and silicon carbide are particularly preferable because they are readily available at low cost, are chemically stable, and the plating process can be selected flexibly.

非導電性無機粒子の形状は、特に限定されず、球状(真球状又は略球状)、楕円体(楕円球)状、多角体形状(多角錘状、正方体状や直方体状など多角方体状など)、板状又はフレーク状(扁平、鱗片又は薄片状など)、ロッド状又は棒状、繊維状又は針状、不定形状などであってもよい。これらの形状のうち、ペースト中の分散性及び抵抗値調整効果の再現性などの点から、球状(真球状又は略球状)が好ましい。球状粒子は、他の形状の粒子よりも分散し易く、異方性もないため、安定した抵抗値の調整効果が得られる。   The shape of the non-conductive inorganic particles is not particularly limited, and may be spherical (true or nearly spherical), ellipsoidal (elliptical sphere), polygonal (polygonal, tetragonal, rectangular parallelepiped, etc.) ), Plate-like or flake-like (flat, scale-like or flake-like), rod-like or rod-like, fiber-like or needle-like, or indefinite shape. Of these shapes, a spherical shape (true spherical shape or substantially spherical shape) is preferable from the viewpoint of dispersibility in the paste and reproducibility of the resistance value adjusting effect. Spherical particles are easier to disperse than other shaped particles and have no anisotropy, so that a stable resistance adjustment effect can be obtained.

非導電性無機粒子の粒径は、特に限定されないが、非導電性無機粒子の中心粒径(D50)は、例えば、0.05〜20μm、好ましくは0.1〜15μm(例えば、0.2〜12μm)、さらに好ましくは0.5〜10μm(特に1〜7μm)程度である。非導電性無機粒子の粒径が小さすぎると、抵抗値を向上させる効果はあるが、高抵抗を要する場合、多量に非導電性無機粒子を配合することが必要となってペーストの印刷性が低下したり、抵抗値のバラツキが大きくなったりし易い。また、小さい粒子は凝集し易いため、導電成分の膜が一部分しか形成できないことも生じ易い。反対に大きすぎると、ペーストの印刷性が低下し、得られた抵抗膜の平滑性が低下し易くなる上に、パターン崩れや膨れも発生し易くなる。   The particle size of the nonconductive inorganic particles is not particularly limited, but the central particle size (D50) of the nonconductive inorganic particles is, for example, 0.05 to 20 μm, preferably 0.1 to 15 μm (for example, 0.2 ˜12 μm), more preferably about 0.5 to 10 μm (especially 1 to 7 μm). If the particle size of the non-conductive inorganic particles is too small, there is an effect of improving the resistance value, but if high resistance is required, it is necessary to add a large amount of non-conductive inorganic particles, and the printability of the paste is reduced. It tends to decrease or the variation in resistance value increases. In addition, since small particles tend to aggregate, it is likely that only a part of the conductive component film can be formed. On the other hand, if it is too large, the printability of the paste is lowered, the smoothness of the resulting resistive film is likely to be lowered, and pattern collapse and swelling are likely to occur.

抵抗調整成分の少なくとも一部は、後述するように、導電層で被覆されて複合粒子を形成するが、抵抗調整成分の全部が導電層(金属層)で被覆されていてもよく、導電層で被覆されていない抵抗調整成分(非被覆抵抗調整成分)を含んでいてもいずれでもよい。非被覆抵抗調整成分の割合は、例えば、抵抗調整成分全体に対して90質量%以下(例えば、0〜90質量%)であってもよく、例えば、0〜80質量%、好ましくは0〜70質量%(例えば、5〜60質量%)、さらに好ましくは0〜50質量%(例えば、10〜30質量%)程度である。非被覆抵抗調整成分の割合が多すぎると、抵抗値のバラツキが大きくなり易い。   As will be described later, at least a part of the resistance adjusting component is coated with a conductive layer to form composite particles, but the entire resistance adjusting component may be covered with a conductive layer (metal layer). Any of them may include an uncoated resistance adjusting component (non-covering resistance adjusting component). The proportion of the non-covering resistance adjusting component may be, for example, 90% by mass or less (for example, 0 to 90% by mass) with respect to the entire resistance adjusting component, for example, 0 to 80% by mass, preferably 0 to 70%. It is about mass% (for example, 5-60 mass%), More preferably, it is about 0-50 mass% (for example, 10-30 mass%). If the proportion of the non-covering resistance adjusting component is too large, the variation in resistance value tends to increase.

抵抗調整成分の体積割合は、導電成分、抵抗調整成分及び無機バインダー成分の体積の総和に対して、1〜75体積%程度の範囲から選択でき、例えば、5〜70体積%、好ましくは10〜60体積%、さらに好ましくは15〜55体積%(特に20〜50体積%)程度である。抵抗調整成分の占める体積が大きすぎると、抵抗値が高すぎて安定性が低下する。一方、抵抗調整成分の占める体積が小さすぎると、導電性が大きくなり、200μΩ・cm以上の抵抗値を安定に得るのが困難となる上に、パターン崩れや膨れが発生し易くなる。   The volume ratio of the resistance adjusting component can be selected from a range of about 1 to 75% by volume with respect to the total volume of the conductive component, the resistance adjusting component and the inorganic binder component, for example, 5 to 70% by volume, preferably 10 to 10% by volume. It is about 60% by volume, more preferably about 15 to 55% by volume (particularly 20 to 50% by volume). If the volume occupied by the resistance adjusting component is too large, the resistance value is too high and the stability is lowered. On the other hand, if the volume occupied by the resistance adjusting component is too small, the conductivity increases, and it becomes difficult to stably obtain a resistance value of 200 μΩ · cm or more, and pattern collapse and swelling are likely to occur.

抵抗調整成分の質量割合は、導電成分100質量部に対して、例えば、1〜200質量部、好ましくは2〜150質量部、さらに好ましくは5〜120質量部(特に10〜100質量部)程度である。   The mass ratio of the resistance adjusting component is, for example, about 1 to 200 parts by mass, preferably 2 to 150 parts by mass, more preferably about 5 to 120 parts by mass (particularly 10 to 100 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the conductive component. It is.

抵抗調整成分と無機バインダー成分との体積比は、抵抗調整成分/無機バインダー成分=20/1〜1/20程度の範囲から選択でき、例えば、15/1〜1/10、好ましくは10/1〜1/5、さらに好ましくは8/1〜1/3(特に7/1〜1/1)程度である。抵抗調整成分の割合が多すぎると、無機バインダー成分が相対的に減少するため、固化が不十分となり、脆くなり易い。一方、少なすぎると、パターン崩れや膨れが発生し易くなる。   The volume ratio between the resistance adjusting component and the inorganic binder component can be selected from the range of resistance adjusting component / inorganic binder component = 20/1 to 1/20, for example, 15/1 to 1/10, preferably 10/1. ˜1 / 5, more preferably about 8/1 to 1/3 (particularly 7/1 to 1/1). When the ratio of the resistance adjusting component is too large, the inorganic binder component is relatively reduced, so that the solidification becomes insufficient and the brittleness tends to be brittle. On the other hand, if the amount is too small, pattern collapse and swelling are likely to occur.

(複合粒子)
前記抵抗調整成分の少なくとも一部は、表面の少なくとも一部が金属で被覆された導電層(金属層)を有する複合粒子を形成している。
(Composite particles)
At least a part of the resistance adjusting component forms composite particles having a conductive layer (metal layer) in which at least a part of the surface is coated with a metal.

複合粒子は、非導電性無機粒子の表面を概ね導電層で被覆していればよく、完全に導電層で被覆されていなくてもよい。導電層による被覆率(面積割合)は、非導電性無機粒子の全表面に対して、例えば、50%以上、好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上であり、略100%被覆されているが特に好ましい。導電層による被覆面積が小さすぎたり、不連続的であったりすると、抵抗値を安定化させる効果は低くなり易い。   The composite particles only have to cover the surface of the non-conductive inorganic particles with a conductive layer in general, and may not be completely covered with the conductive layer. The coverage (area ratio) by the conductive layer is, for example, 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 90% or more, and substantially 100% of the entire surface of the non-conductive inorganic particles. It is particularly preferable. If the area covered by the conductive layer is too small or discontinuous, the effect of stabilizing the resistance value tends to be low.

導電層の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば0.05〜5μm、好ましくは0.075〜4μm、さらに好ましくは、0.1〜3μm程度である。導電層の厚みが極端に薄い場合には導電成分同士の焼結性が低下する。極端に厚い場合にはペースト中の導電成分の体積割合が大きくなりすぎて低い抵抗しか得られなくなる。   Although the thickness of a conductive layer is not specifically limited, For example, 0.05-5 micrometers, Preferably it is 0.075-4 micrometers, More preferably, it is about 0.1-3 micrometers. When the thickness of the conductive layer is extremely thin, the sinterability between the conductive components decreases. When it is extremely thick, the volume ratio of the conductive component in the paste becomes too large, and only a low resistance can be obtained.

なお、導電層の厚みを直接測定する方法としては、複合粒子の断面を走査型電子顕微鏡で撮影した画像(SEM像)から測定する方法がある。この方法では、まず、複合粒子をエポキシ樹脂中に包埋して硬化させ、これをダイヤモンド刃で切断した後に研磨して粒子断面が露出するように試料調整を行う。次に、露出した複合粒子の断面を長さスケールが表示されるようにして撮影し、最後にそのSEM像から導電層の厚みを読み取ることができる。但し、この方法では非常に局所的であり、概ね一粒子のみに対する評価となるため、多くの粒子が集まった複合粒子粉末の全体を表すには適していない。測定を多く行って平均化すれば全体を表すこともできるが、試料調整などに多くの労力を要するため合理的であるとは言えない。従って、この方法を行うのは導電層の存在確認や大まかな厚みの把握程度にとどめ、平均膜厚の評価としては導電層形成前後の重量差を用いて計算により求める方法が用いられる。そのような理由から、本発明の導電層の厚みは、導電層と非導電性無機粒子との質量比に基づいて測定し、導電層が非導電性無機粒子の全表面を均一に被覆した場合を想定した平均厚みである。   As a method of directly measuring the thickness of the conductive layer, there is a method of measuring a cross section of the composite particle from an image (SEM image) taken with a scanning electron microscope. In this method, first, the composite particles are embedded in an epoxy resin and cured, and after cutting with a diamond blade, the sample is adjusted so that the cross section of the particles is exposed. Next, the exposed cross section of the composite particle is photographed with the length scale displayed, and finally the thickness of the conductive layer can be read from the SEM image. However, this method is very local and generally evaluates only one particle, and is not suitable for representing the entire composite particle powder in which many particles are collected. Although it is possible to represent the whole by performing many measurements and averaging them, it is not reasonable because it requires a lot of labor for sample preparation and the like. Therefore, this method is performed only for confirming the existence of the conductive layer and grasping the rough thickness, and for evaluating the average film thickness, a method is used in which calculation is performed using the weight difference before and after the formation of the conductive layer. For that reason, the thickness of the conductive layer of the present invention is measured based on the mass ratio of the conductive layer and the nonconductive inorganic particles, and the conductive layer uniformly covers the entire surface of the nonconductive inorganic particles. Is the average thickness.

導電層の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、非導電性無機粒子の表面に触媒を付与して金属イオンの溶液から金属を析出させる無電解めっき法、金属の微粒子分散液を非導電性無機粒子の表面にコートした後に熱処理によって膜化する方法、支持体表面に薄く広げた非導電性無機粒子にスパッタリングターゲットから飛び出させた金属原子を被覆させる方法などを選択できる。これらの方法のうち、安価なプロセスと多量の処理が可能である点から、無電解めっき法が好ましい。無電解めっき法は、特に限定されず、メッキ種に応じて慣用の条件で行なえばよい。   The method of forming the conductive layer is not particularly limited. For example, an electroless plating method in which a metal is deposited from a solution of metal ions by applying a catalyst to the surface of non-conductive inorganic particles, or a metal fine particle dispersion is non-conductive. A method of forming a film by heat treatment after coating on the surface of the conductive inorganic particles, a method of coating the non-conductive inorganic particles spread thinly on the surface of the support with metal atoms jumping out of the sputtering target, and the like can be selected. Among these methods, the electroless plating method is preferable because an inexpensive process and a large amount of treatment are possible. The electroless plating method is not particularly limited, and may be performed under conventional conditions depending on the plating type.

(無機バインダー成分)
無機バインダー成分は、低融点ガラス粒子で形成されている。無機バインダー成分は、基板などに対する濡れ性を高めて密着性を向上させるとともに、抵抗膜全体にわたって溶融固化することにより強靭な抵抗体を形成するために配合され、絶縁性であるため、抵抗調整の役割も有している。
(Inorganic binder component)
The inorganic binder component is formed of low melting point glass particles. The inorganic binder component improves the wettability with respect to the substrate and the like, improves adhesion, and is blended to form a tough resistor by melting and solidifying the entire resistance film. It also has a role.

低融点ガラス粒子は、焼成温度よりも低い軟化点を有していればよいが、強靱な抵抗体を形成できる点から、低融点ガラス粒子の軟化点は、例えば、焼成温度よりも100℃以上(例えば、100〜600℃)低い軟化点、好ましくは焼成温度よりも200℃以上(例えば、200〜500℃)低い軟化点、さらに好ましくは焼成温度よりも300℃以上(例えば、300〜400℃)低い軟化点であってもよい。具体的には、低融点ガラス粒子の軟化点は、400〜800℃、好ましくは420〜700℃、さらに好ましくは450〜600℃程度である。軟化点が高すぎると、溶融流動性が低下するため、密着性や抵抗膜の均一性が低下する。特に、軟化点が焼成温度に近いと、ガラスの流動が十分に起こらず導電成分や抵抗調整成分を互いに繋ぎ固めることができないため、形成した膜が脆くなり、後加工でのハンドリング性や実用性が低下する傾向がある。   The low-melting glass particles only have to have a softening point lower than the firing temperature, but the softening point of the low-melting glass particles is, for example, 100 ° C. or higher than the firing temperature from the point that a tough resistor can be formed. (For example, 100-600 ° C) low softening point, preferably 200 ° C or higher (eg, 200-500 ° C) lower than the firing temperature, more preferably 300 ° C or higher (eg, 300-400 ° C) than the firing temperature ) It may be a low softening point. Specifically, the softening point of the low-melting glass particles is 400 to 800 ° C, preferably 420 to 700 ° C, more preferably about 450 to 600 ° C. When the softening point is too high, the melt fluidity is lowered, so that the adhesion and the uniformity of the resistance film are lowered. In particular, when the softening point is close to the firing temperature, the glass does not flow sufficiently, and the conductive component and resistance adjusting component cannot be connected and hardened together, so that the formed film becomes brittle, handling properties and practicality in post-processing Tends to decrease.

低融点ガラス粒子は、前記軟化点を有していればよいが、通常、酸化ケイ素に加えて、他の酸化物を含んでいる。他の酸化物としては、例えば、他の金属酸化物(例えば、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウムなどのアルカリ金属酸化物;酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウムなどのアルカリ土類金属酸化物;酸化チタン、酸化ジルコニウムなどの周期表4A族金属酸化物;酸化クロムなどの周期表6A族金属酸化物;酸化鉄などの周期表8族金属酸化物;酸化亜鉛などの周期表2B族金属酸化物;酸化アルミニウムなどの周期表3B族金属酸化物;酸化スズ、酸化鉛などの周期表4B族金属酸化物;酸化ビスマスなどの周期表5B属金属酸化物など)、酸化ホウ素などが挙げられる。これらの他の酸化物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの酸化物のうち、酸化バリウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化ホウ素など含有している場合が多い。   The low-melting glass particles only need to have the softening point, but usually contain other oxides in addition to silicon oxide. Examples of other oxides include other metal oxides (for example, alkali metal oxides such as lithium oxide, sodium oxide, and potassium oxide; alkaline earth metal oxides such as magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, and barium oxide). Periodic table group 4A metal oxides such as titanium oxide and zirconium oxide; periodic table group 6A metal oxides such as chromium oxide; periodic table group 8 metal oxides such as iron oxide; periodic table group 2B metals such as zinc oxide Oxides; periodic table group 3B metal oxides such as aluminum oxide; periodic table group 4B metal oxides such as tin oxide and lead oxide; periodic table group 5B metal oxides such as bismuth oxide), boron oxide and the like. . These other oxides can be used alone or in combination of two or more. Of these oxides, they often contain barium oxide, zinc oxide, lead oxide, bismuth oxide, boron oxide, and the like.

前記酸化物で形成された低融点ガラス粒子としては、慣用の低融点ガラス粒子、例えば、ホウケイ酸系ガラス粒子、ホウケイ酸亜鉛系ガラス粒子、亜鉛系ガラス粒子、ビスマス系ガラス粒子、鉛系ガラス粒子などが挙げられる。これらの低融点ガラス粒子は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの低融点ガラス粒子のうち、亜鉛系ガラス粒子、ビスマス系ガラス粒子などが汎用される。   Examples of the low melting point glass particles formed of the oxide include conventional low melting point glass particles such as borosilicate glass particles, zinc borosilicate glass particles, zinc glass particles, bismuth glass particles, and lead glass particles. Etc. These low melting point glass particles can be used alone or in combination of two or more. Of these low-melting glass particles, zinc-based glass particles, bismuth-based glass particles, and the like are widely used.

低融点ガラス粒子の形状は、特に限定されず、球状(真球状又は略球状)、楕円体(楕円球)状、多角体形状(多角錘状、正方体状や直方体状など多角方体状など)、板状(扁平、鱗片又は薄片状など)、ロッド状又は棒状、繊維状、不定形状などであってもよい。低融点ガラス粒子の形状は、通常、球状、楕円体状、多角体状、不定形状などである。   The shape of the low-melting-point glass particles is not particularly limited, and is spherical (true or nearly spherical), ellipsoidal (elliptical sphere), polygonal (polygonal, such as polygonal pyramid, tetragonal, rectangular parallelepiped, etc.) , Plate shape (flat, scale or flake shape), rod shape or rod shape, fiber shape, indeterminate shape, etc. The shape of the low-melting glass particles is usually spherical, ellipsoidal, polygonal, indeterminate.

低融点ガラス粒子の中心粒径(D50)は、特に限定されず、例えば、0.1〜20μm、好ましくは0.5〜10μm、さらに好ましくは1〜5μm(特に2〜4μm)程度である。低融点ガラス粒子の粒径が小さすぎると、ペースト中での分散性が低下し、大きすぎると、導電成分及び抵抗調整成分との均一な混合が困難となる。   The center particle diameter (D50) of the low-melting glass particles is not particularly limited, and is, for example, about 0.1 to 20 μm, preferably about 0.5 to 10 μm, more preferably about 1 to 5 μm (particularly 2 to 4 μm). If the particle size of the low melting point glass particles is too small, the dispersibility in the paste is lowered, and if it is too large, uniform mixing with the conductive component and the resistance adjusting component becomes difficult.

無機バインダー成分の体積割合は、導電成分、抵抗調整成分及び無機バインダー成分の体積の総和に対して、4〜53体積%程度の範囲から選択でき、例えば、5〜50体積%、好ましくは6〜40体積%、さらに好ましくは8〜30体積%(特に10〜25体積%)程度である。本発明では、無機バインダー成分の割合が多くても、焼成体の抵抗値を均一化でき、無機バインダー成分の体積割合は、導電成分、抵抗調整成分及び無機バインダー成分の体積の総和に対して、例えば、15〜50体積%、20〜45体積%、さらに好ましくは25〜43体積%(特に30〜40体積%)であってもよい。無機バインダー成分の占める体積が大きすぎると、ガラス量が多すぎて焼成抵抗体の形状保持が困難となるとともに、焼成時のガス抜きが困難となるため、焼成膜に膨れが発生したり、抵抗値が大きくばらつき、断線し易くなる。一方、無機バインダー成分の占める体積が小さすぎると、焼成膜強度、焼成膜と基板間の密着力を確保するのが困難となる。   The volume ratio of the inorganic binder component can be selected from the range of about 4 to 53% by volume with respect to the total volume of the conductive component, resistance adjusting component and inorganic binder component, for example, 5 to 50% by volume, preferably 6 to 5%. It is 40 volume%, More preferably, it is about 8-30 volume% (especially 10-25 volume%). In the present invention, even if the ratio of the inorganic binder component is large, the resistance value of the fired body can be made uniform, and the volume ratio of the inorganic binder component is the sum of the volume of the conductive component, resistance adjusting component and inorganic binder component, For example, 15-50 volume%, 20-45 volume%, More preferably, 25-43 volume% (especially 30-40 volume%) may be sufficient. If the volume occupied by the inorganic binder component is too large, the amount of glass is too large and it becomes difficult to maintain the shape of the fired resistor, and it is difficult to degas at the time of firing. Values vary greatly and breaks easily. On the other hand, if the volume occupied by the inorganic binder component is too small, it becomes difficult to ensure the strength of the fired film and the adhesion between the fired film and the substrate.

無機バインダー成分の質量割合は、導電成分100質量部に対して、例えば、1〜50質量部、好ましくは2〜45質量部、さらに好ましくは3〜40質量部(特に5〜30質量部)程度である。   The mass ratio of the inorganic binder component is, for example, 1 to 50 parts by mass, preferably 2 to 45 parts by mass, and more preferably 3 to 40 parts by mass (particularly 5 to 30 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the conductive component. It is.

(有機ビヒクル)
有機ビヒクルは、金属粒子を含む抵抗体ペーストの有機ビヒクルとして利用される慣用の有機ビヒクル、例えば、有機バインダー及び/又は有機溶剤であってもよい。有機ビヒクルは、有機バインダー及び有機溶剤のいずれか一方であってもよいが、通常、有機バインダーと有機溶剤との組み合わせ(有機バインダーの有機溶剤による溶解物)である。
(Organic vehicle)
The organic vehicle may be a conventional organic vehicle used as an organic vehicle of a resistor paste containing metal particles, for example, an organic binder and / or an organic solvent. The organic vehicle may be either an organic binder or an organic solvent, but is usually a combination of an organic binder and an organic solvent (dissolved material of an organic binder with an organic solvent).

有機バインダーとしては、特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂(オレフィン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、セルロース誘導体など)、熱硬化性樹脂(熱硬化性アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂など)などが挙げられる。これらの有機バインダーは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの有機バインダーのうち、焼成過程で容易に焼失し、かつ灰分の少ない樹脂、例えば、アクリル系樹脂(ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレートなど)、セルロース誘導体(ニトロセルロース、エチルセルロース、ブチルセルロース、酢酸セルロースなど)、ポリエーテル類(ポリオキシメチレンなど)、ゴム類(ポリブタジエン、ポリイソプレンなど)などが汎用され、熱分解性などの点から、ポリ(メタ)アクリル酸メチルやポリ(メタ)アクリル酸ブチルなどのポリ(メタ)アクリル酸C1−10アルキルエステルが好ましい。 The organic binder is not particularly limited. For example, thermoplastic resins (olefin resins, vinyl resins, acrylic resins, styrene resins, polyether resins, polyester resins, polyamide resins, cellulose derivatives, etc.), And thermosetting resins (thermosetting acrylic resins, epoxy resins, phenol resins, unsaturated polyester resins, polyurethane resins, etc.). These organic binders can be used alone or in combination of two or more. Of these organic binders, resins that burn out easily during the baking process and have a low ash content, such as acrylic resins (polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, etc.), cellulose derivatives (nitrocellulose, ethyl cellulose, butyl cellulose, cellulose acetate) Etc.), polyethers (polyoxymethylene, etc.), rubbers (polybutadiene, polyisoprene, etc.), etc. are widely used. From the viewpoint of thermal decomposability, poly (meth) acrylate and poly (meth) acrylate butyl Poly (meth) acrylic acid C 1-10 alkyl esters such as

有機溶剤としては、特に限定されず、抵抗体ペーストに適度な粘性を付与し、かつ抵抗体ペーストを基板に塗布した後に乾燥処理によって容易に揮発できる有機化合物であればよく、高沸点の有機溶剤であってもよい。このような有機溶剤としては、例えば、芳香族炭化水素(パラキシレンなど)、エステル類(乳酸エチルなど)、ケトン類(イソホロンなど)、アミド類(ジメチルホルムアミドなど)、脂肪族アルコール(オクタノール、デカノール、ジアセトンアルコールなど)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど)、セロソルブアセテート類(エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテートなど)、カルビトール類(カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトールなど)、カルビトールアセテート類(エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート)、脂肪族多価アルコール類(エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、トリエチレングリコール、グリセリンなど)、脂環族アルコール類[例えば、シクロヘキサノールなどのシクロアルカノール類;テルピネオール、ジヒドロテルピネオールなどのテルペンアルコール類(モノテルペンアルコールなど)など]、芳香族アルコール類(メタクレゾールなど)、芳香族カルボン酸エステル類(ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなど)、窒素含有複素環化合物(ジメチルイミダゾール、ジメチルイミダゾリジノンなど)などが挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの有機溶剤のうち、ペーストの流動性などの点から、テルピネオールなどの脂環族アルコール、ブチルカルビトールアセテートなどのC1−4アルキルセロソルブアセテート類が好ましい。 The organic solvent is not particularly limited as long as it is an organic compound that imparts an appropriate viscosity to the resistor paste and can be easily volatilized by drying after the resistor paste is applied to the substrate. It may be. Examples of such organic solvents include aromatic hydrocarbons (such as paraxylene), esters (such as ethyl lactate), ketones (such as isophorone), amides (such as dimethylformamide), and aliphatic alcohols (such as octanol and decanol). , Diacetone alcohol, etc.), cellosolves (such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve), cellosolve acetates (such as ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate), carbitols (such as carbitol, methyl carbitol, ethyl carbitol), carbitol Acetates (ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate), aliphatic polyhydric alcohols (ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, butanediol, triethylene glycol) Coal, glycerin, etc.), alicyclic alcohols [eg, cycloalkanols such as cyclohexanol; terpene alcohols such as terpineol and dihydroterpineol (monoterpene alcohols, etc.)], aromatic alcohols (eg, metacresol), Aromatic carboxylic acid esters (dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, etc.), nitrogen-containing heterocyclic compounds (dimethyl imidazole, dimethyl imidazolidinone, etc.) and the like can be mentioned. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more. Among these organic solvents, alicyclic alcohols such as terpineol and C 1-4 alkyl cellosolve acetates such as butyl carbitol acetate are preferable from the viewpoint of fluidity of the paste.

有機ビヒクルの体積割合は、抵抗体ペースト(固形分又は不揮発分)の体積全体に対して、例えば、30〜80体積%、好ましくは40〜75体積%、さらに好ましくは50〜70体積%(特に55〜65体積%)程度である。   The volume ratio of the organic vehicle is, for example, 30 to 80% by volume, preferably 40 to 75% by volume, more preferably 50 to 70% by volume (particularly, based on the entire volume of the resistor paste (solid content or nonvolatile content). 55 to 65% by volume).

有機ビヒクルの質量割合は、導電成分100質量部に対して、例えば、5〜200質量部、好ましくは10〜150質量部、さらに好ましくは20〜100質量部(特に30〜80質量部)程度である。有機バインダーと有機溶剤とを組み合わせる場合、有機バインダーの割合は、有機ビヒクル全体に対して5〜80質量%、好ましくは10〜50質量%、さらに好ましくは15〜40質量%(特に20〜40質量%)程度である。   The mass ratio of the organic vehicle is, for example, about 5 to 200 parts by mass, preferably 10 to 150 parts by mass, and more preferably 20 to 100 parts by mass (particularly 30 to 80 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the conductive component. is there. When combining an organic binder and an organic solvent, the proportion of the organic binder is 5 to 80% by mass, preferably 10 to 50% by mass, more preferably 15 to 40% by mass (particularly 20 to 40% by mass) based on the entire organic vehicle. %) Degree.

(他の添加剤)
抵抗体ペーストには、慣用の添加剤、例えば、着色剤(染顔料など)、色相改良剤、染料定着剤、光沢付与剤、金属腐食防止剤、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤など)、界面活性剤又は分散剤(アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤など)、分散安定化剤、粘度調整剤又はレオロジー調整剤、保湿剤、チクソトロピー性賦与剤、レベリング剤、消泡剤、殺菌剤、充填剤などが含まれていてもよい。これらの添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(Other additives)
For resistor pastes, conventional additives such as colorants (dyes and pigments), hue improvers, dye fixing agents, gloss imparting agents, metal corrosion inhibitors, stabilizers (antioxidants, UV absorbers, etc.) , Surfactants or dispersants (anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, etc.), dispersion stabilizers, viscosity modifiers or rheology modifiers, humectants, thixotropics A property-imparting agent, leveling agent, antifoaming agent, bactericidal agent, filler and the like may be contained. These additives can be used alone or in combination of two or more.

抵抗体ペーストは、前記成分を含むペーストを得ることができる限り特に限定されないが、通常、導電成分、無機バインダー成分及び抵抗調整成分を、慣用の方法で有機ビヒクル中に分散させることにより調製できる。   The resistor paste is not particularly limited as long as a paste containing the above components can be obtained, but can usually be prepared by dispersing a conductive component, an inorganic binder component, and a resistance adjusting component in an organic vehicle by a conventional method.

[抵抗体及びその製造方法]
本発明の抵抗体は、抵抗体ペーストを焼成して得られるが、通常、基板の上に、抵抗体ペーストを塗布するコーティング工程、得られた塗膜を、不活性ガス雰囲気下、低融点ガラス粒子の軟化点以上の温度で焼成する焼成工程を含む製造方法により得られる。
[Resistor and its manufacturing method]
The resistor of the present invention can be obtained by firing a resistor paste. Usually, a coating process for applying a resistor paste on a substrate, and the resulting coating film is applied to a low-melting glass under an inert gas atmosphere. It is obtained by a production method including a firing step of firing at a temperature equal to or higher than the softening point of the particles.

コーティング工程において、基板としては、焼成可能な材料であれば特に限定されず、各種の材料、例えば、半導体(シリカやアルミナ、窒化アルミニウムなどのセラミックスなど)、ガラス、金属などの無機材料、エンジニアリングプラスチックなどの有機材料などを利用できる。これらの基板のうち、耐熱性基板やセラミックスグリーンシートなどが汎用され、抵抗体ペーストとの密着性に優れる点から、アルミナ基板や窒化アルミニウム基板などのセラミックス基板が好ましい。   In the coating process, the substrate is not particularly limited as long as it is a bakable material, for example, various materials such as semiconductors (ceramics such as silica, alumina, and aluminum nitride), glass, metals and other inorganic materials, and engineering plastics. Organic materials such as can be used. Among these substrates, a heat resistant substrate, a ceramic green sheet, and the like are widely used, and a ceramic substrate such as an alumina substrate or an aluminum nitride substrate is preferable from the viewpoint of excellent adhesion to a resistor paste.

基板の厚みは、用途に応じて適宜選択すればよく、例えば、0.001〜10mm、好ましくは0.01〜5mm、さらに好ましくは0.05〜3mm(特に0.1〜1mm)程度であってもよい。   What is necessary is just to select the thickness of a board | substrate suitably according to a use, for example, 0.001-10 mm, Preferably it is 0.01-5 mm, More preferably, it is about 0.05-3 mm (especially 0.1-1 mm). May be.

抵抗体ペーストのコーティング方法としては、例えば、フローコーティング法、スピンコーティング法、スプレーコーティング法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、キャスト法、バーコーティング法、カーテンコーティング法、ロールコーティング法、グラビアコーティング法、ディッピング法、スリット法、フォトリソグラフィ法、インクジェット法などを挙げることができる。コーティングは、基板の全面に形成してもよいが、通常、パターン状などにして基板の全面に対して一部の面に形成される。塗膜でパターンを形成(描画)した場合、形成されたパターン(描画パターン)を焼成処理することにより焼結パターン(焼結膜、金属膜、焼結体層、導体層)を形成できる。パターン(塗布層)を描画するための描画法(又は印刷法)としては、パターン形成可能な印刷法であれば特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、凹版印刷法(例えば、グラビア印刷法など)、オフセット印刷法、凹版オフセット印刷法、フレキソ印刷法などが挙げられる。これらの方法のうち、スクリーン印刷法などが好ましい。   Examples of resistor paste coating methods include flow coating, spin coating, spray coating, screen printing, flexographic printing, casting, bar coating, curtain coating, roll coating, gravure coating, Examples thereof include a dipping method, a slit method, a photolithography method, and an ink jet method. The coating may be formed on the entire surface of the substrate, but is usually formed on a part of the surface of the substrate in a pattern or the like. When a pattern is formed (drawn) with a coating film, a sintered pattern (sintered film, metal film, sintered body layer, conductor layer) can be formed by firing the formed pattern (drawn pattern). The drawing method (or printing method) for drawing the pattern (coating layer) is not particularly limited as long as it is a pattern forming printing method. For example, a screen printing method, an ink jet printing method, an intaglio printing method (for example, Gravure printing method), offset printing method, intaglio offset printing method, flexographic printing method and the like. Of these methods, the screen printing method and the like are preferable.

コーティング後は、自然乾燥してもよいが、加熱して乾燥してもよい。加熱温度は、有機溶剤の種類に応じて選択でき、例えば、50〜200℃、好ましくは60〜150℃、さらに好ましくは80〜120℃程度である。加熱時間は、例えば、1分〜3時間、好ましくは5分〜2時間、さらに好ましくは10分〜1時間程度である。   After coating, it may be naturally dried, but may be dried by heating. The heating temperature can be selected according to the type of the organic solvent, and is, for example, about 50 to 200 ° C, preferably 60 to 150 ° C, and more preferably about 80 to 120 ° C. The heating time is, for example, about 1 minute to 3 hours, preferably about 5 minutes to 2 hours, and more preferably about 10 minutes to 1 hour.

コーティングされた塗膜は、所定の温度で加熱(又は焼成又は加熱処理)する焼成工程に供されることにより、抵抗体が得られる。   The coated coating film is subjected to a firing step of heating (or firing or heat treatment) at a predetermined temperature, whereby a resistor is obtained.

焼成工程において、焼成温度は、導電成分である金属を焼結でき、かつ低融点ガラス粒子の軟化点以上であればよく、例えば、500℃以上(例えば、500〜2000℃)、好ましくは550〜1500℃、さらに好ましくは600〜1200℃(特に700〜1100℃)程度である。熱処理時間(加熱時間)は、熱処理温度などに応じて、例えば、1分〜48時間、好ましくは5分〜8時間、さらに好ましくは10〜120分程度であってもよい。焼成済みのセラミックス基板に塗布した場合などにおいては本発明の抵抗体を単独で焼成してもよく、未焼成のセラミックスグリーンシートに塗布したり挟み込んだりした場合などであればセラミックスグリーンシートと同時に焼成してもよい。   In the firing step, the firing temperature may be any metal as long as it can sinter the metal that is the conductive component and is not less than the softening point of the low-melting glass particles, for example, 500 ° C. or higher (eg, 500 to 2000 ° C.), preferably 550 It is 1500 degreeC, More preferably, it is about 600-1200 degreeC (especially 700-1100 degreeC) grade. The heat treatment time (heating time) may be, for example, 1 minute to 48 hours, preferably 5 minutes to 8 hours, more preferably about 10 to 120 minutes, depending on the heat treatment temperature and the like. When applied to a fired ceramic substrate, the resistor of the present invention may be fired alone, or when applied to an unfired ceramic green sheet or sandwiched, fired simultaneously with the ceramic green sheet. May be.

焼成は、不活性ガス(例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなど)雰囲気中で行われ、特に、窒素雰囲気中で行われるのが好ましい。   Firing is performed in an inert gas (for example, nitrogen gas, argon gas, helium gas, etc.) atmosphere, and is particularly preferably performed in a nitrogen atmosphere.

得られた抵抗体の平均厚みは、用途に応じて0.1〜500μm程度の範囲から適宜選択でき、例えば、0.2〜100μm、好ましくは0.5〜50μm、さらに好ましくは1〜30μm(特に3〜25μm)程度であってもよい。   The average thickness of the obtained resistor can be appropriately selected from the range of about 0.1 to 500 μm depending on the application, and is, for example, 0.2 to 100 μm, preferably 0.5 to 50 μm, and more preferably 1 to 30 μm ( In particular, it may be about 3 to 25 μm).

本発明の抵抗体は、近年要求の高い200μΩ・cm以上、例えば、200〜100,000μΩ・cm(膜厚10μmの面抵抗200mΩ/□〜100Ω/□)程度の低・中抵抗の体積抵抗率を有しており、特に有用性の高い500〜50,000μΩ・cmの範囲において特に効果的である。   The resistor according to the present invention has a volume resistivity of low / medium resistance of 200 μΩ · cm or more, which has been recently demanded, for example, 200 to 100,000 μΩ · cm (surface resistance of 10 μm thickness: 200 mΩ / □ to 100Ω / □). And is particularly effective in the range of 500 to 50,000 μΩ · cm, which is particularly useful.

さらに、本発明の抵抗体は、抵抗値温度依存性(TCR)の絶対値が、例えば、500ppm/℃以下、好ましくは300ppm/℃以下、さらに好ましくは200ppm/℃以下である。そのため、本発明の抵抗体は、温度依存性が小さく、安定性に優れている。   Furthermore, the resistor of the present invention has an absolute value of resistance value temperature dependency (TCR) of, for example, 500 ppm / ° C. or less, preferably 300 ppm / ° C. or less, more preferably 200 ppm / ° C. or less. Therefore, the resistor of the present invention has small temperature dependency and excellent stability.

なお、本発明において、体積抵抗率及びTCRは、後述する実施例に記載の方法で測定できる。   In the present invention, the volume resistivity and TCR can be measured by the methods described in the examples described later.

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。以下の例において、各物性における測定方法、実施例に用いた材料を以下に示す。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following examples, measurement methods for each physical property and materials used in the examples are shown below.

[体積抵抗率及び抵抗値の安定性]
評価用試料として、実施例及び比較例で得られた抵抗膜(焼成膜)を、温度25±3℃、湿度65±10%RHの雰囲気に30分間以上静置した後、4端子法で抵抗膜の抵抗値を測定した。また、抵抗膜の厚みを触針式膜厚計で測定し、体積抵抗率を求めた。
[Volume resistivity and stability of resistance]
As a sample for evaluation, the resistance film (baked film) obtained in the example and the comparative example was allowed to stand for 30 minutes or more in an atmosphere having a temperature of 25 ± 3 ° C. and a humidity of 65 ± 10% RH. The resistance value of the film was measured. Moreover, the thickness of the resistance film was measured with a stylus type film thickness meter to determine the volume resistivity.

(体積抵抗率)
実施例及び比較例で得られた抵抗体について、それぞれ10サンプルの測定を行い、その平均値を体積抵抗率とした。
(Volume resistivity)
About the resistor obtained by the Example and the comparative example, 10 samples were measured, respectively, and the average value was made into volume resistivity.

(抵抗値のバラツキ)
10サンプルの体積抵抗率のうち、最大値から最小値を引いた値を平均値で除した数値をバラツキの大きさとし、以下の基準で可否判定をした。
(Resistance variation)
A numerical value obtained by dividing the value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value among the volume resistivity of 10 samples was determined as the size of the variation, and the propriety was determined according to the following criteria.

○:バラツキが0.2以下
×:バラツキが0.2を超える。
○: Variation is 0.2 or less ×: Variation exceeds 0.2

[TCR]
評価用試料を125℃の恒温槽に入れ、30分間以上静置した後、4端子法で抵抗膜の抵抗値を測定した。この抵抗値と上記25℃で測定した抵抗値に対する変化率を求め、以下の基準で評価した。
[TCR]
The sample for evaluation was placed in a thermostatic bath at 125 ° C. and allowed to stand for 30 minutes or more, and then the resistance value of the resistance film was measured by a four-terminal method. The rate of change with respect to the resistance value and the resistance value measured at 25 ° C. was obtained and evaluated according to the following criteria.

TCR=[{125℃の平均抵抗値−25℃の平均抵抗値}/{25℃の平均抵抗値×(125℃−25℃)}]×10(ppm/℃)
(基準)
○:TCRが±300ppm/℃以内
×:TCRが−300ppm/℃未満又は300ppm/℃を超える。
TCR = [{average resistance value at 125 ° C.−average resistance value at 25 ° C.} / {Average resistance value at 25 ° C. × (125 ° C.−25 ° C.)} × 10 6 (ppm / ° C.)
(Standard)
○: TCR is within ± 300 ppm / ° C. ×: TCR is less than −300 ppm / ° C. or exceeds 300 ppm / ° C.

[焼成膜強度]
(膜削れ(スクラッチ試験))
JIS−K5600−5−4に準拠し、芯先が平坦になるように削った硬度9Hの鉛筆を用い、抵抗膜面に対して鉛筆が斜め45度であたるようにセットして加重750gをかけてスクラッチし、以下の基準で評価した。
[Firing film strength]
(Film scraping (scratch test))
In accordance with JIS-K5600-5-4, use a pencil with a hardness of 9H that has been sharpened so that the tip of the tip is flat. Set the pencil so that it is at an angle of 45 degrees with respect to the resistive film surface and apply a weight of 750g. And scratched and evaluated according to the following criteria.

○:膜が削れていない
△:膜にキズが入る程度で、大きな削れはない
×:膜が脆く削れる。
○: The film is not scraped. Δ: The film is scratched and there is no significant scraping. ×: The film is scratched brittlely.

(基板に対する密着性)
抵抗膜に対して、ステンレス製のピンセットで基板から突き剥がす操作を行い、以下の基準で評価した。
(Adhesion to substrate)
The resistance film was peeled off from the substrate with stainless steel tweezers and evaluated according to the following criteria.

○:大きな力を入れても剥がせない
△:ある程度力を入れれば剥がせる
×:あまり力を入れなくても剥がせる。
○: Can not be peeled off even if a large force is applied. Δ: Can be peeled off if a certain amount of force is applied.

[パターン崩れ]
抵抗膜の外観を顕微鏡で観察し、低融点ガラス成分が印刷領域から流出したり、印刷パターンが低融点ガラス成分の溶融流動により大きく崩れているかどうかを確認し、以下の基準で評価した。
[Pattern collapse]
The appearance of the resistive film was observed with a microscope, and it was confirmed whether or not the low melting point glass component flowed out of the printing region or whether the printed pattern was largely broken by the melt flow of the low melting point glass component, and was evaluated according to the following criteria.

○:焼成膜が良好で均一な形状を有している
×:ガラス成分が印刷領域から流出したり、印刷パターンが大きく崩れている。
◯: The fired film is good and has a uniform shape. ×: The glass component flows out of the printing region, or the printing pattern is largely broken.

[膨れ]
抵抗膜をルーペ(15倍)で膨れているかどうか観察し、以下の基準で評価した。
[Swelling]
Whether the resistive film was swollen with a loupe (15 times) was observed and evaluated according to the following criteria.

○:膨れの発生はない
×:膨れが発生している。
○: No swelling occurs. ×: Swelling occurs.

[総合判定]
前記各項の判定をベースに、下記のような総合判定をした。
[Comprehensive judgment]
Based on the determination of each item, the following comprehensive determination was made.

○:各要求項目とも良好であり、抵抗体材料として優れている
△:一部の項目が最良形態より劣っているが、抵抗体材料としては使用可能である
×:総合的に抵抗体材料として不適である。
○: Each required item is good, and is excellent as a resistor material. △: Some items are inferior to the best form, but can be used as a resistor material. Unsuitable.

なお、各判定において、△以上を合格とする。   In each determination, Δ or higher is regarded as acceptable.

[用いた材料]
アルミナ粉 粒径3μm:アルミナ粒子、電気化学工業(株)製「DAM−03」、中心粒径(D50)3μm、比重4
アルミナ粉 粒径1μm:アルミナ粒子、(株)高純度化学研究所製「ALO14PB」、中心粒径(D50)1μm、比重4
シリカ粉 粒径3μm:電気化学工業(株)製「FB−3SDC」、中心粒径(D50)3μm、比重2.2
炭化珪素粉 粒径7μm:信越化学工業(株)製「シナノランダム♯2,000」、中心粒径(D50)7μm、比重3.2
銅粉 粒径0.3μm:銅粒子、三井金属鉱業(株)製「1030Y」、中心粒径(D50)0.3μm、比重8.9
ニッケル粉 粒径0.4μm:ニッケル粒子、住友金属鉱山(株)製「SNP−350E」、中心粒径(D50)0.4μm、比重8.9
Zn系ガラス粉 粒径3μm:亜鉛系ガラス粒子(ZnO−SiO−BO−RO(Rはアルカリ系金属である)、軟化点575℃、中心粒径(D50)3μm、比重3
有機ビヒクル:アクリル樹脂を、テルピネオールとブチルカルビトールアセテートとの混合溶媒(質量比1/1)中に溶解して調製したアクリル樹脂30質量%の溶液、比重1
アルミナ基板:ニッコー(株)製「96%アルミナ基板」。
[Materials used]
Alumina powder particle size 3 μm: alumina particles, “DAM-03” manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., center particle size (D50) 3 μm, specific gravity 4
Alumina powder particle size 1 μm: Alumina particles, “ALO14PB” manufactured by High Purity Chemical Laboratory, center particle size (D50) 1 μm, specific gravity 4
Silica powder particle size 3 μm: “FB-3SDC” manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., center particle size (D50) 3 μm, specific gravity 2.2
Silicon carbide powder particle size 7 μm: “Shinano Random # 2,000” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., center particle size (D50) 7 μm, specific gravity 3.2
Copper powder particle size 0.3 μm: copper particles, “1030Y” manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., center particle size (D50) 0.3 μm, specific gravity 8.9
Nickel powder particle size 0.4 μm: Nickel particles, “SNP-350E” manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd., center particle size (D50) 0.4 μm, specific gravity 8.9
Zn-based glass powder particle size 3 μm: zinc-based glass particles (ZnO—SiO 2 —B 2 O—R 2 O (R is an alkali metal), softening point 575 ° C., center particle size (D50) 3 μm, specific gravity 3
Organic vehicle: 30% by mass of acrylic resin prepared by dissolving acrylic resin in a mixed solvent of terpineol and butyl carbitol acetate (mass ratio 1/1), specific gravity 1
Alumina substrate: “96% alumina substrate” manufactured by Nikko Corporation.

(複合粒子の調製)
非導電性粒子(非導電性無機粒子)として前述のアルミナ粉(中心粒径1μm及び3μm)を用いた。これらのアルミナ粉の表面に無電解めっき法によって銅めっき、ニッケルめっき、及び銅とニッケルとの合金めっきをそれぞれ施した。具体的には、各無電解めっきにおいて、最初に、非導電性粒子をめっき前処理液に撹拌しながら分散させ脱脂・洗浄した。続いて、めっき触媒核を吸着させてから各組成のめっき液に所定時間浸漬して非導電性粒子の表面に金属を析出させた。最後にこれらの粒子を乾燥させて目的の複合粒子を得た。めっき前のアルミナ粉の質量とめっき後の粒子の質量とから金属層(めっき膜)の質量パーセントを求めた。また、この質量パーセントから金属層の厚みを算出した。
(Preparation of composite particles)
As the non-conductive particles (non-conductive inorganic particles), the above-mentioned alumina powder (center particle diameters 1 μm and 3 μm) was used. The surface of these alumina powders was subjected to copper plating, nickel plating, and alloy plating of copper and nickel by an electroless plating method. Specifically, in each electroless plating, first, the non-conductive particles were dispersed and degreased and washed in the plating pretreatment liquid while stirring. Subsequently, after the plating catalyst nucleus was adsorbed, it was immersed in a plating solution of each composition for a predetermined time to deposit a metal on the surface of the non-conductive particles. Finally, these particles were dried to obtain the desired composite particles. The mass percentage of the metal layer (plated film) was determined from the mass of the alumina powder before plating and the mass of the particles after plating. Further, the thickness of the metal layer was calculated from this mass percent.

このようにして作製した複合粒子の粉末をSEM観察したところ、凝集塊や異常な析出が無いことを確認できた。また、作製した複合粒子をエポキシ樹脂中に包埋して硬化させ、ダイヤモンド刃で切断した後に研磨して粒子の断面を露出させた。この断面をSEM−EDXによって観察及び元素分析して、金属層がアルミナ粉表面を覆っていることを確認した。   When the composite particle powder thus produced was observed with an SEM, it was confirmed that there was no aggregate or abnormal precipitation. Further, the prepared composite particles were embedded in an epoxy resin and cured, cut with a diamond blade and then polished to expose the cross section of the particles. This cross section was observed and elementally analyzed by SEM-EDX, and it was confirmed that the metal layer covered the alumina powder surface.

得られた複合粒子のうち、粒径3μmのアルミナ粉(コア)を用いた複合粒子としては、以下の4種類の金属層(シェル)を備えた複合粒子が得られた。   Among the obtained composite particles, composite particles provided with the following four types of metal layers (shells) were obtained as composite particles using alumina powder (core) having a particle size of 3 μm.

厚み約0.15μmのCuめっき(複合粒子中のCuの割合:25質量%)
厚み約0.15μmのNiめっき(複合粒子中のNiの割合:25質量%)
厚み約3μmのNiめっき(複合粒子中のNiの割合:94質量%)
厚み約0.4μmのCuとNiとの合金(Cu:Ni=6:4(質量比))めっき(複合粒子中の合金の割合:50質量%)
粒径1μmのアルミナ粉(コア)を用いた複合粒子としては、金属層(シェル)として、厚み約0.1μmのNiめっき(複合粒子中のNiの割合:40質量%)を備えた複合粒子が得られた。
Cu plating with a thickness of about 0.15 μm (Cu ratio in composite particles: 25% by mass)
Ni plating with a thickness of about 0.15 μm (ratio of Ni in the composite particles: 25% by mass)
Ni plating with a thickness of about 3 μm (ratio of Ni in the composite particles: 94% by mass)
Alloy of Cu and Ni having a thickness of about 0.4 μm (Cu: Ni = 6: 4 (mass ratio)) plating (ratio of alloy in composite particles: 50 mass%)
As composite particles using alumina powder (core) having a particle size of 1 μm, composite particles provided with Ni plating (ratio of Ni in the composite particles: 40 mass%) as a metal layer (shell) with a thickness of about 0.1 μm. was gotten.

(抵抗体ペースト作製)
実施例及び比較例ともに、表1に記載した配合割合で秤量した各材料をミキサーにより混合した後、3本ロール(EXAKT社(ドイツ)製)で均一に混合することによって、実施例及び比較例の抵抗体ペーストを調製した。
(Preparation of resistor paste)
In each of the examples and comparative examples, the materials weighed at the blending ratios shown in Table 1 were mixed with a mixer, and then mixed uniformly with three rolls (manufactured by EXAKT (Germany)). A resistor paste was prepared.

(抵抗体の作製)
調製した抵抗体ペーストを、予め4端子測定ができるように厚膜銅電極を形成した96%のアルミナ基板上に1×10mmの矩形の抵抗パターンをスクリーン印刷し、印刷基板を100℃の送風乾燥機で20分乾燥し溶媒を除去した後、ベルト炉に投入し、窒素雰囲気中ピーク温度900℃でピーク温度保持時間10分間の条件で焼成した(投入−排出総時間60分)。
(Production of resistor)
The prepared resistor paste is screen-printed with a 1 x 10 mm rectangular resistor pattern on a 96% alumina substrate on which a thick film copper electrode has been formed so that 4-terminal measurement is possible, and the printed substrate is blown dry at 100 ° C. After removing the solvent by drying for 20 minutes in a machine, it was put into a belt furnace and fired in a nitrogen atmosphere at a peak temperature of 900 ° C. and a peak temperature holding time of 10 minutes (total charge-discharge time of 60 minutes).

実施例1〜4
粒径3μmのアルミナ粉の表面にNiめっき(25質量%、厚み約0.15μm)を施した粒子を用いた。また、Cu:Ni比を調整するために銅粉を、導電成分体積率を変量するために、銅粉及び/又はニッケル粉を添加した。また、無機バインダー体積率は15%で揃えた。これらのペーストを用いて、前記の方法で抵抗体を作製して各物性の評価を行ったところ、表1に示すように、導電成分体積率が小さいほど高い体積抵抗率を示し、体積率が大きいほど低い体積抵抗率を示した。また、抵抗値のバラツキは小さく、良好な結果が得られた。これは、本来、アルミナ粉は導通経路形成に参加できず、むしろ、その形成を阻害するが、表面に金属層を設けることで表面が導通経路の安定的形成に役立ちとともに、内部が絶縁性によって抵抗調整の役割を果たすためである。その他の項目についても良好な結果が得られた。
Examples 1-4
The particle | grains which gave Ni plating (25 mass%, thickness about 0.15 micrometer) were used for the surface of the alumina powder of a particle size of 3 micrometers. Moreover, copper powder and / or nickel powder were added in order to vary the conductive component volume ratio in order to adjust the Cu: Ni ratio. Further, the inorganic binder volume ratio was set at 15%. Using these pastes, a resistor was prepared by the above-described method, and each physical property was evaluated. As shown in Table 1, the smaller the conductive component volume ratio, the higher the volume resistivity. The larger the value, the lower the volume resistivity. Also, the resistance value variation was small, and good results were obtained. This is because alumina powder cannot originally participate in the formation of the conduction path, but rather inhibits its formation, but by providing a metal layer on the surface, the surface helps the stable formation of the conduction path, and the inside is insulated. This is to play a role of resistance adjustment. Good results were obtained for other items.

実施例5
アルミナ粉表面のめっき金属種をCuに代え(25質量%、厚み約0.15μm)、Cu:Ni比調整のための金属粉をNiとし、表1に示す組成でペーストを調製した以外は実施例1〜4と同様にして抵抗体を作製して評価を行った。表1に示すように、各項目とも良好な結果が得られた。
Example 5
Implemented except that the plating metal species on the surface of the alumina powder was replaced with Cu (25% by mass, thickness of about 0.15 μm), the metal powder for adjusting the Cu: Ni ratio was Ni, and a paste was prepared with the composition shown in Table 1. Resistors were produced and evaluated in the same manner as in Examples 1 to 4. As shown in Table 1, good results were obtained for each item.

参考例1
アルミナ粒子の金属層をCuとNiとの合金めっき(50質量%、厚み約0.4μm)に代え、銅粉及びニッケル粉を添加しない(全ての導電成分を非導電性粒子表面を覆う金属層とした)こと以外は実施例1〜4と同様にして抵抗体を作製して評価を行った。表1に示すように、全ての導電成分を、非導電性粒子表面を覆う金属層としても良好な結果が得られたが、焼成膜強度はやや低く、スクラッチ試験において大きな削れは無いもののキズが入った。しかし、実用上使用できるレベルではあった。
Reference example 1
Replace the metal layer of alumina particles with Cu and Ni alloy plating (50% by mass, thickness of about 0.4 μm), and do not add copper powder or nickel powder (metal layer covering all conductive components on the surface of non-conductive particles) A resistor was manufactured and evaluated in the same manner as in Examples 1 to 4 except that. As shown in Table 1, good results were obtained even when all the conductive components were metal layers covering the surface of the non-conductive particles, but the fired film strength was slightly low, and there was no significant scratch in the scratch test. Has entered. However, it was at a level that could be used practically.

実施例
前述のCuめっき粒子とNiめっき粒子との両方を用い、表1に示す組成でペーストを調製した以外は実施例1〜4と同様にして抵抗体を作製して評価を行った。表1に示すように、良好な結果が得られた。
Example 6
A resistor was prepared and evaluated in the same manner as in Examples 1 to 4 except that the paste was prepared with the composition shown in Table 1 using both the Cu plating particles and the Ni plating particles described above. As shown in Table 1, good results were obtained.

実施例
複合粒子を粒径1μmのアルミナ粉の表面にNiめっき(40質量%、厚み約0.1μm)を施した粒子に代え、抵抗調整成分として金属層で覆われていないアルミナ粒子(1μm)も添加し、表1に示す組成でペーストを調製した以外は実施例1〜4と同様にして抵抗体を作製して評価を行った。表1に示すように、高い体積抵抗率を示したが抵抗値のバラツキも小さく、良好な結果が得られた。
Example 7
The composite particles are replaced with particles of 1 μm alumina powder Ni-plated (40% by mass, thickness of about 0.1 μm), and alumina particles (1 μm) not covered with a metal layer are also added as a resistance adjustment component Then, a resistor was prepared and evaluated in the same manner as in Examples 1 to 4 except that a paste was prepared with the composition shown in Table 1. As shown in Table 1, although high volume resistivity was shown, the resistance value variation was small and good results were obtained.

実施例及び
金属層(Niめっき層)の厚みを大きくした複合粒子を用い、実施例では抵抗調整成分としてアルミナ粒子(3μm)も添加し、表1に示す組成でペーストを調製した以外は実施例1〜4と同様にして抵抗体を作製して評価を行った。表1に示すように、良好な結果が得られた。
Examples 8 and 9
Example 1 except that composite particles having a thick metal layer (Ni plating layer) were used, alumina particles (3 μm) were also added as a resistance adjusting component in Example 9 , and pastes were prepared with the compositions shown in Table 1. Resistors were prepared and evaluated in the same manner as in No. 4. As shown in Table 1, good results were obtained.

実施例10
複合粒子を粒径1μmのアルミナ粉の表面にNiめっき(40質量%、厚み約0.1μm)を施した粒子に代え、無機バインダーの割合も増加し、表1に示す組成でペーストを調製した以外は実施例1〜4と同様にして抵抗体を作製して評価を行った。表1に示すように、良好な結果が得られた。
Example 10
The composite particles were replaced with particles obtained by subjecting the surface of alumina powder having a particle size of 1 μm to Ni plating (40% by mass, thickness of about 0.1 μm), and the proportion of the inorganic binder was increased to prepare a paste with the composition shown in Table 1. A resistor was prepared and evaluated in the same manner as in Examples 1 to 4 except for the above. As shown in Table 1, good results were obtained.

Figure 0006482313
Figure 0006482313

実施例11及び12
複合粒子を粒径3μmのシリカ粉の表面にNiメッキ(39重量%、厚さ約0.15μm)を施した粒子に代え、表2に示す組成でペーストを調製した以外は、実施例1〜4と同様にして抵抗体を作製し評価した。表2に示すように、良好な結果を得た。
Examples 11 and 12
Except that the composite particles were replaced with particles obtained by applying Ni plating (39% by weight, thickness of about 0.15 μm) to the surface of silica powder having a particle size of 3 μm, pastes were prepared with the compositions shown in Table 2 in Examples 1 to Resistors were prepared and evaluated in the same manner as in Example 4. As shown in Table 2, good results were obtained.

実施例13及び14
複合粒子を粒径7μmの炭化珪素粉の表面にNiメッキ(20重量%、厚さ約0.2μm)を施した粒子を用い、表2に示す組成でペーストを調製した以外は、実施例1〜4と同様にして抵抗体を作製し評価した。表2に示すように、良好な結果を得た。
Examples 13 and 14
Example 1 except that the composite particles were prepared by applying Ni plating (20% by weight, thickness of about 0.2 μm) to the surface of silicon carbide powder having a particle size of 7 μm and preparing a paste with the composition shown in Table 2. Resistors were prepared and evaluated in the same manner as in -4. As shown in Table 2, good results were obtained.

比較例1〜5
抵抗調整成分として金属層で覆われていない非導電性粒子(アルミナ粒子)を用い、表2に示す組成でペーストを調製した以外は実施例1〜4と同様にして抵抗体を作製して評価を行った。表2に示すように、添加量に応じて任意に抵抗調整できるが、実施例と比較すると抵抗のバラツキは大きかった(実施例1と比較例1、実施例2と比較例2、実施例3と比較例3、実施例5と比較例4、実施例と比較例5がそれぞれ対応)。比較例5で抵抗調整成分の体積率のわりに高抵抗であるのは抵抗調整成分に用いたアルミナ粒子の粒子径が小さいためである。
Comparative Examples 1-5
A resistor was prepared and evaluated in the same manner as in Examples 1 to 4 except that non-conductive particles (alumina particles) not covered with a metal layer were used as a resistance adjusting component, and a paste was prepared with the composition shown in Table 2. Went. As shown in Table 2, the resistance can be arbitrarily adjusted according to the amount added, but the resistance variation was larger than that of the example (Example 1 and Comparative Example 1, Example 2 and Comparative Example 2, Example 3). And Comparative Example 3, Example 5 and Comparative Example 4, and Example 7 and Comparative Example 5 correspond respectively). The reason why the resistance is high instead of the volume ratio of the resistance adjusting component in Comparative Example 5 is that the particle diameter of the alumina particles used for the resistance adjusting component is small.

Figure 0006482313
Figure 0006482313

なお、表1及び2において、複合粒子、非導電性粒子、金属粒子、無機バインダー及び有機ビヒクルの各成分の割合は、特にことわりのない限り、質量基準である。   In Tables 1 and 2, the ratio of each component of composite particles, non-conductive particles, metal particles, inorganic binder, and organic vehicle is based on mass unless otherwise specified.

本発明の抵抗体ペーストは、チップ抵抗、抵抗内蔵モジュール、抵抗内蔵基板、セラミックスヒーターなどの厚膜抵抗体及びこの厚膜抵抗体を備えた抵抗器(例えば、抵抗体と銅電極とを備えた抵抗器など)又は電子部品などに利用できる。   The resistor paste of the present invention includes a chip resistor, a resistor built-in module, a resistor built-in substrate, a thick film resistor such as a ceramic heater, and a resistor including the thick film resistor (for example, a resistor and a copper electrode). Resistors etc.) or electronic parts.

Claims (14)

銅及びニッケルを含む金属で形成された導電成分と、焼成温度で溶融又は熱分解しない非導電性無機粒子で形成された抵抗調整成分と、焼成温度よりも低い軟化点を有する低融点ガラス粒子で形成された無機バインダーと、これらの成分を分散させるための有機ビヒクルとを含む抵抗体ペーストであって、前記導電成分の少なくとも一部が前記抵抗調整成分の少なくとも一部を被覆することにより、非導電性無機粒子の少なくとも一部の表面が導電層で被覆された複合粒子を形成し、前記導電成分が、前記導電層と金属粒子とを含み、この金属粒子の割合が、前記複合粒子100質量部に対して、17〜243質量部であり、前記非導電性無機粒子が、アルミナ、シリカ、酸化チタン、炭化ケイ素から選択された少なくとも一種であり、焼成した抵抗体の抵抗値が、200〜100,000μΩ・cmである抵抗体ペースト。 Low melting point glass particles having a conductive component formed of a metal including copper and nickel, a resistance adjusting component formed of non-conductive inorganic particles that are not melted or thermally decomposed at the firing temperature, and a softening point lower than the firing temperature. A resistor paste including the formed inorganic binder and an organic vehicle for dispersing these components, wherein at least a part of the conductive component covers at least a part of the resistance adjusting component, A composite particle in which at least a part of the surface of the conductive inorganic particle is coated with a conductive layer is formed, and the conductive component includes the conductive layer and the metal particle, and the ratio of the metal particle is 100 mass of the composite particle. against part, Ri 17-243 parts by der, the non-conductive inorganic particles are alumina, silica, titanium oxide, at least one member selected from silicon carbide, tempered Resistance value of the resistor is, 200~100,000μΩ · cm der Ru resistor paste. 導電層が銅及び/又はニッケルを含む請求項1記載の抵抗体ペースト。   The resistor paste according to claim 1, wherein the conductive layer contains copper and / or nickel. 導電層が非導電性無機粒子の全表面の50%以上を被覆し、かつ導電層の厚みが0.05〜5μmである請求項1又は2記載の抵抗体ペースト。   The resistor paste according to claim 1 or 2, wherein the conductive layer covers 50% or more of the entire surface of the nonconductive inorganic particles, and the thickness of the conductive layer is 0.05 to 5 µm. 導電層が無電解めっきで形成されている請求項1〜3のいずれかに記載の抵抗体ペースト。   The resistor paste according to claim 1, wherein the conductive layer is formed by electroless plating. さらに導電層で被覆されていない非導電性無機粒子を含む請求項1〜4のいずれかに記載の抵抗体ペースト。   Furthermore, the resistor paste in any one of Claims 1-4 containing the nonelectroconductive inorganic particle which is not coat | covered with the conductive layer. 導電成分、抵抗調整成分及び無機バインダー成分の体積割合が、導電成分、無機バインダー成分及び抵抗調整成分の体積の総和に対して、それぞれ10〜80体積%、1〜75体積%及び5〜50体積%である請求項1〜5のいずれかに記載の抵抗体ペースト。   The volume ratio of the conductive component, the resistance adjusting component and the inorganic binder component is 10 to 80% by volume, 1 to 75% by volume and 5 to 50% by volume with respect to the total volume of the conductive component, the inorganic binder component and the resistance adjusting component, respectively. The resistor paste according to claim 1, which is%. 非導電性無機粒子が、中心粒径(D50)0.05〜20μmであり、かつ球状の金属酸化物粒子である請求項1〜6のいずれかに記載の抵抗体ペースト。   The resistor paste according to any one of claims 1 to 6, wherein the nonconductive inorganic particles have a center particle size (D50) of 0.05 to 20 µm and are spherical metal oxide particles. 導電成分が、銅とニッケルとの合金であるか、銅、ニッケル及び銅とニッケルとの合金からなる群より選択された少なくとも2種であるとともに、銅とニッケルとの質量比が、銅/ニッケル=90/10〜30/70である請求項1〜7のいずれかに記載の抵抗体ペースト。   The conductive component is an alloy of copper and nickel, or at least two selected from the group consisting of copper, nickel and an alloy of copper and nickel, and the mass ratio of copper and nickel is copper / nickel. The resistor paste according to any one of claims 1 to 7, wherein = 90/10 to 30/70. 焼成した抵抗体の抵抗値温度依存性(TCR)の絶対値が300ppm/℃以下である請求項1〜8のいずれかに記載の抵抗体ペースト。   The resistor paste according to any one of claims 1 to 8, wherein an absolute value of resistance value temperature dependency (TCR) of the fired resistor is 300 ppm / ° C or less. 請求項1〜9のいずれかに記載の抵抗体ペーストを、不活性ガス雰囲気下、低融点ガラス粒子の軟化点以上の温度で焼成する焼成工程を含む抵抗体の製造方法。   The manufacturing method of a resistor including the baking process which bakes the resistor paste in any one of Claims 1-9 in the inert gas atmosphere at the temperature more than the softening point of a low melting glass particle. 不活性ガスが窒素ガスである請求項10記載の製造方法。   The production method according to claim 10, wherein the inert gas is nitrogen gas. 請求項10又は11記載の製造方法で得られた抵抗体。   The resistor obtained by the manufacturing method of Claim 10 or 11. 請求項12記載の抵抗体を備えた厚膜抵抗器。   A thick film resistor comprising the resistor according to claim 12. 請求項12記載の抵抗体を備えた電子部品。
An electronic component comprising the resistor according to claim 12.
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